JP2015088581A

JP2015088581A - 電気機械変換素子、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び画像形成装置

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Publication number: JP2015088581A
Application number: JP2013225155A
Authority: JP
Inventors: 佐野　武; Takeshi Sano; 武佐野; 尚弥近藤; Naoya Kondo; 貫思阿部; Kanshi Abe
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2015-05-07

Abstract

【課題】長尺形状の電気機械変換膜における電圧印加時の十分な変形量を確保しつつクラックの発生を抑制することができる電気機械変換素子を提供する。
【解決手段】第１の電極と、第１の電極上に形成された電気機械変換膜１６２と、電気機械変換膜１６２上に形成された第２の電極１６３とを備え、電気機械変換膜１６２及び第２の電極１６３の平面形状が長尺形状である電気機械変換素子であって、電気機械変換膜１６２及び第２の電極１６３の長手方向における同一箇所に、部分的に幅が細くなっている細幅部１６２ａ、１６３ａが形成されている。
【選択図】図８

Description

本発明は、電気機械変換素子、その電気機械変換素子を備えた液滴吐出ヘッド、その液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置及び画像形成装置に関するものである。

従来、この種の電気機械変換素子として、下電極（第１の電極）と、その下電極上に設けられた圧電体膜等の電気機械変換膜と、その電気機械変換膜上に設けられた上電極（第２の電極）とを備えたものが知られている。この電気機械変換素子は、基板などのベース部材上に設けられ、下電極と上電極との間に電圧を印加することによって変形させることができ、各種のアクチュエータとして使用することができる。例えば、上記構成の電気機械変換素子は、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドにおける液室の壁の一部を構成する変形可能なベース部材（振動板）上に設けられ、液室内の液体に圧力を発生させるアクチュエータとして使用することができる。この液滴吐出ヘッドでは、ベース部材上の電気機械変換素子に電圧を印加して変形させることにより、液室の壁の一部を構成するベース部材を湾曲させ、液室内の液体に圧力を発生させる。この圧力により液室内の液体を、液室に連通するノズルから液滴として吐出することができる。

上記従来の電気機械変換素子では、製造時の分極処理における電圧印加や使用時の駆動電圧の印加によって電気機械変換膜にクラックが発生するおそれがある。
例えば、電気機械変換素子の変形量を高めたりその変形量を経時的に安定化させたりするために、電気機械変換素子に高電圧を印加して電気機械変換膜の結晶の分極の向きを揃える分極処理を行う場合がある。この分極処理時に電気機械変換膜にクラックが発生するおそれがある。また、上記電気機械変換膜のクラックは、電気機械変換素子に高電圧からなる駆動電圧を印加して電気機械変換素子をアクチュエータとして使用する実際の使用時にも発生するおそれがある。

このような電気機械変換膜のクラックは例えば次のようなメカニズムで発生すると考えられる。電気機械変換素子に印加された電圧によって電気機械変換膜が伸縮しようとするとき、電気機械変換素子が設けられているベース部材から、その伸縮を阻止するような拘束力を受ける。この電気機械変換膜の伸縮に対する拘束力のうち、電気機械変換膜が収縮するときにベース部材側から受ける拘束力は、その電気機械変換膜の収縮を阻止する抗力として、ベース部材側から電気機械変換膜に対して作用する。その結果、電気機械変換膜内の各部における収縮方向に直交する仮想断面に、膜を分断するような内部応力が生じる。この電気機械変換膜の内部応力によって電気機械変換膜にクラックが生じるおそれがある。電気機械変換膜にクラックが発生すると歩留まりが低下し、電気機械変換素子がコストアップしてしまう。

上記電圧印加による電気機械変換膜のクラックは、長尺形状の電気機械変換膜を有する電気機械変換素子で特に発生しやすい。長尺形状の電気機械変換膜では、その幅方向と直交する長手方向（長さ方向）において、電圧印加時に収縮しようとするときの変形量が大きくなる。そして、上記電気機械変換膜内に生じる内部応力は、電気機械変換膜の変形量が大きいほど大きくなる。このため、上記電気機械変換膜における内部応力が長手方向に強く生じ、電気機械変換膜が長手方向に分断されやすくなるので、電気機械変換膜の長手方向に交差する短手方向（幅方向）に延びたクラックが発生しやすい。

特許文献１には、長尺形状の圧電体膜（電気機械変換膜）及び上電極を有する圧電素子（電気機械変換素子）において、圧電体膜に電圧を印加したときのクラックの発生を抑制できるように構成したものが開示されている。この特許文献１の圧電素子では、長尺形状の上電極の長手方向における一部を切除した切除部を形成することにより、圧電体膜の長手方向に作用する内部応力を緩和させ、圧電体膜のクラックの発生を抑制している。

しかしながら、上記特許文献１に開示されている圧電素子では、上電極が切除されている部分に圧電体膜が露出している。この圧電体膜の露出部分は、上電極がないので電圧が印加されず、電圧印加による変形が発生しない。従って、圧電体膜の露出部分は、電圧印加時に圧電体膜の全体が幅方向（短手方向）に伸縮しようとする変形を阻害してしまう。よって、電圧印加時に圧電素子が変形するときの変形量が低下し、電圧印加の十分な変形量を確保することができないおそれがある。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、長尺形状の電気機械変換膜における電圧印加時の十分な変形量を確保しつつクラックの発生を抑制することができる電気機械変換素子を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、第１の電極と、前記第１の電極上に形成された電気機械変換膜と、前記電気機械変換膜上に形成された第２の電極とを備え、前記電気機械変換膜及び前記第２の電極の平面形状が長尺形状である電気機械変換素子であって、前記電気機械変換膜及び前記第２の電極の長手方向における同一箇所に、部分的に幅が細くなっている細幅部が形成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、長尺形状の電気機械変換膜における電圧印加時の十分な変形量を確保しつつクラックの発生を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る液滴吐出ヘッドの基本構成部分である液滴吐出部の一構成例を示す概略構成図。基板上の振動板及び圧電素子の層構造の一例を示す断面図。圧電素子及びその周辺のより具体的な構成例を示す断面図。圧電素子及びその周辺のより具体的な構成例を示す平面図。放電を用いた分極処理における共通電極用のパッド電極及び個別電極用のパッド電極への電荷注入の様子を模式的に示す説明図。ＳＲＯからなる酸化物電極膜のＸ線回析測定結果の一例を示すグラフ。参考例に係る電気機械変換素子の一例を示す上面図。実施例１に係る電気機械変換素子の一例を示す上面図。実施例２に係る電気機械変換素子の一例を示す上面図。本実施形態に係る液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置の一例を示す側面図。同画像形成装置の部分平面図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る液滴吐出ヘッドの基本構成部分である液滴吐出部１０の一構成例を示す概略構成図である。
図１において、液滴吐出部１０は、インクなどの液体の液滴を吐出する液滴吐出孔としてのノズル１１を有するノズル基板１２と、ノズル１１に連通し液体を収容した液室としての個別液室１３が形成された液室基板１４とを備えている。更に、液室基板（以下、単に「基板」という。）１４上には、個別液室１３の壁の一部を形成する振動板１５と、電気機械変換素子としての圧電素子１６とが設けられている。圧電素子１６は、振動板１５を介して個別液室１３内の液体に圧力を発生させる圧力発生手段（アクチュエータ）として機能する。圧電素子１６は、基板１４側の第１の電極としての下電極である共通電極１６１と、電気機械変換膜としての圧電体膜１６２と、圧電体膜１６２の基板１４側とは反対側の第２の電極としての上電極である個別電極１６３とが積層されている。共通電極１６１は、後述の外部接続用の第１の端子電極としての共通電極用のパッド電極に接続されている。また、圧電体膜１６２は、ＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）などから形成されている。また、個別電極１６３は、後述の外部接続用の第２の端子電極としての個別電極用のパッド電極に接続されている。図１の液滴吐出部１０において、第１パッド電極及び第２パッド電極を介して圧電素子１６の共通電極１６１と個別電極１６３との間に所定の周波数及び振幅の駆動電圧が印加される。この駆動電圧が印加された圧電素子１６が、基板１４と圧電素子１６との間にある振動板１５を変形させるように振動し、その振動板１５の変形により個別液室１３内の液体が加圧され、ノズル１１から液滴を吐出させることができる。

図２は、基板上の振動板及び圧電素子の層構造の一例を示す断面図である。また、図３及び図４はそれぞれ圧電素子１６及びその周辺のより具体的な構成例を示すである。なお、図４において、第１の絶縁保護膜１８及び第２の絶縁保護膜２３の図示は省略している。

圧電素子１６の共通電極１６１とベース部材を構成する基板１４との間には、成膜により形成されたベース部材の一部である振動板１５が配置されている。この振動板１５に接するように圧電素子１６が形成された後、第１の絶縁保護膜１８が形成される。更に、共通電極１６１とパッド電極１９とを接続する第１の配線２０と、個別電極１６３とパッド電極２１とを接続する第２の配線２２と、が形成される。第１の絶縁保護膜１８は、共通電極１６１と第２の配線２２との間を電気的に絶縁している。また、共通電極１６１と第１の配線２０との間及び個別電極１６３と第２の配線２２との間は、第１の絶縁保護膜１８に形成された開口部であるコンタクトホール１８ａを介して接続されている。

上記第１の配線２０及び第２の配線２２が形成された後、全体を覆うように第２の絶縁保護膜２３が形成される。パッド電極１９及び２１は、第２の絶縁保護膜２３が形成された開口部としてのコンタクトホール２３ａに形成される。

次に、圧電素子１６の分極処理について説明する。
本実施形態では、共通電極用のパッド電極１９及び個別電極用のパッド電極２１それぞれが露出するコンタクトホール２３ａに対して、コロナ放電方式又はグロー放電方式の放電処理を行っている。この放電処理により、共通電極用のパッド電極１９及び個別電極用のパッド電極２１を介して、圧電素子１６の共通電極１６１及び個別電極１６３に、所定極性の互いに異なる電荷量の電荷を付与している。この電荷付与により、圧電素子１６の共通電極１６１及び個別電極１６３に挟まれた圧電体膜１６２に対して分極処理を行うことができる。

図５は、放電を用いた分極処理における共通電極用のパッド電極１９及び個別電極用のパッド電極２１への電荷注入の様子を模式的に示す説明図である。
図５において、コロナワイヤ電極３１を用いて例えばコロナ放電を発生させると、大気中の分子がイオン化して陽イオンと陰イオンが発生する。この発生したイオンのうち、陽イオンがパッド電極１９及び２１を介して、圧電素子１６の共通電極１６１及び個別電極１６３に流れ込み、それらの電極に蓄積される。共通電極１６１はシリコン基板の裏面に対して所定の抵抗値（本実施形態では１×１０^７［Ω］程度）を持っている。分極処理時の電荷はほぼグラウンド（ＧＮＤ）に流れてしまい、個別電極１６３にチャージされた電荷により電位差が発生して分極処理されていると考えられる。

次に、本実施形態の液滴塗布ヘッドを構成する構成要素である各部及び部材などの材料及び工法について、より具体的に説明する。

〔基板〕
基板１４としては、シリコン単結晶基板を用いることが好ましく、通常１００［μｍ］以上及び６００［μｍ］以下の範囲の厚みを持つことが好ましい。面方位としては、（１００）、（１１０）、（１１１）と３種あるが、半導体産業では一般的に（１００）、（１１１）が広く使用されており、本構成例においては、主に（１００）の面方位を持つ単結晶基板を主に使用した。また、図１に示すような液室（圧力室）１３を作製していく場合、エッチングを利用してシリコン単結晶基板を加工していく。この場合のエッチング方法としては、異方性エッチングを用いることが一般的である。異方性エッチングとは結晶構造の面方位に対してエッチング速度が異なる性質を利用したものである。例えばＫＯＨ等のアルカリ溶液に浸漬させた異方性エッチングでは、（１００）面に比べて（１１１）面は約１／４００程度のエッチング速度となる。従って、面方位（１００）では約５４°の傾斜を持つ構造体が作製できるのに対して、面方位（１１０）では深い溝をほることができるため、より剛性を保ちつつ、配列密度を高くすることができることが分かっている。本構成例としては（１１０）の面方位を持った単結晶基板を使用することも可能である。但し、この場合、マスク材であるＳｉＯ_２もエッチングされてしまうため、この点も留意して利用することが好ましい。

〔振動板〕
図１に示すように電気機械変換素子としての圧電素子１６によって発生した力を受けて、その下地の振動板１５が変形して、液室（圧力室）１３のインクなどの液体の液滴を吐出させる。そのため、振動板１５としては所定の強度を有したものであることが好ましい。材料としては、Ｓｉ、ＳｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４などを例えばＣＶＤ法により作製したものが挙げられる。さらに図１に示すような共通電極（下電極）１６１及び圧電体膜１６２の線膨張係数に近い材料を選択することが好ましい。特に、圧電体膜としては、一般的に材料としてＰＺＴが使用される場合が多い。従って、振動板１５の材料は、ＰＺＴの線膨張係数８×１０^−６（１／Ｋ）に近い５×１０^−６（１／Ｋ）以上及び１０×１０^−６（１／Ｋ）以下の範囲の線膨張係数を有した材料が好ましい。さらには７×１０^−６（１／Ｋ）以上及び９×１０^−６（１／Ｋ）以下の範囲の線膨張係数を有した材料がより好ましい。具体的な材料としては、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化オスミウム、酸化レニウム、酸化ロジウム、酸化パラジウム及びそれらの化合物等が挙げられる。これらの材料を、例えばスパッタ法又はゾルゲル法を用いてスピンコーターにて作製することができる。膜厚としては０．１［μｍ］以上及び１０［μｍ］以下の範囲が好ましく、０．５［μｍ］以上及び３［μｍ］以下の範囲がさらに好ましい。この範囲より小さいと、図１に示すような液室（圧力室）１３の加工が難しくなる。また、上記範囲より大きいと振動板１５が変形しにくくなり、インク滴などの液滴の吐出が不安定になる。

［共通電極（第１の電極）］
共通電極（第１の電極）１６１としては、金属もしくは金属と酸化物からなっていることが好ましい。ここで、どちらの材料も振動板１５と共通電極１６１を構成する金属膜との間に密着層を入れて剥がれ等を抑制するように工夫している。以下に密着層含めて金属電極膜及び酸化物電極膜の詳細について記載する。

［密着層］
密着層は、例えば次のように形成する。Ｔｉをスパッタ成膜後、成膜したチタン膜をＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）装置を用いて熱酸化して酸化チタン膜にする。熱酸化の条件は、例えば、６５０［℃］以上及び８００［℃］以下の範囲の温度、１［分］以上及び３０［分］以下の範囲の処理時間、及びＯ_２雰囲気である。酸化チタン膜を作成するには反応性スパッタでもよいがチタン膜の高温による熱酸化法が望ましい。反応性スパッタによる作製では、シリコン基板を高温で加熱する必要があるため、特別なスパッタチャンバ構成を必要とする。さらに、一般の炉による酸化よりも、ＲＴＡ装置による酸化の方がチタンＯ_２膜の結晶性が良好になる。なぜなら、通常の加熱炉による酸化によれば、酸化しやすいチタン膜は、低温においてはいくつもの結晶構造を作るため、一旦、それを壊す必要が生じるためである。したがって、昇温速度の速いＲＴＡによる酸化の方が良好な結晶を形成するために有利になる。また、Ｔｉ以外の材料としては、Ｔａ、Ｉｒ、Ｒｕ等の材料を用いることもできる。密着層の膜厚としては、１０［ｎｍ］以上及び５０［ｎｍ」以下の範囲が好ましく、１５［ｎｍ］以上及び３０［ｎｍ］以下の範囲がさらに好ましい。この範囲以下の場合においては、密着性に懸念があり、また、この範囲以上になってくると、その密着層の上で作製する電極膜の結晶の質に影響が出てくる。

〔金属電極膜〕
金属電極膜の金属材料としては、従来から高い耐熱性と低い反応性を有する白金が用いられているが、鉛に対しては十分なバリア性を持つとはいえない場合もあり、イリジウムや白金−ロジウムなどの白金族元素や、これらの合金膜も挙げられる。また、白金を使用する場合には下地（特にＳｉＯ_２）との密着性が悪いために、前述の密着層を先に積層することが好ましい。作製方法としては、スパッタ法や真空蒸着等の真空成膜が一般的である。膜厚としては、８０［ｎｍ］以上及び２００［ｎｍ］以下の範囲が好ましく、１００［ｎｍ］以上及び１５０［ｎｍ］以下の範囲がより好ましい。この範囲より薄い場合においては、共通電極１６１として十分な電流を供給することができなくなり、液滴の吐出をする際に不具合が発生する。さらに、この範囲より厚い場合においては、白金族元素の高価な材料を使用する場合においては、コストアップとなる。また、白金を材料とした場合においては、膜厚を厚くしていたったときに表面粗さが大きくなり、その上に作製する酸化物電極膜やＰＺＴの表面粗さや結晶配向性に影響を及ぼして、インク吐出に十分な変位が得られないような不具合が発生する。

〔酸化物電極膜〕
酸化物電極膜の材料としては、ＳｒＲｕＯ_３（以下、適宜「ＳＲＯ」と略す。）を用いることが好ましい。ＳｒＲｕＯ_３以外にも、Ｓｒ_ｘ（Ａ）_{（１−ｘ）}Ｒｕｙ_{（１−ｙ）}、Ａ＝Ｂａ、Ｃａ、Ｂ＝Ｃｏ、Ｎｉ、ｘ、ｙ＝０〜０．５で記述されるような材料も挙げられる。酸化物電極膜は例えばスパッタ法等の成膜方法により作製することができる。スパッタ条件によってＳｒＲｕＯ_３の薄膜の膜質が変わる。従って、特に結晶配向性を重視し、第１の電極のＰｔ（１１１）にならってＳｒＲｕＯ_３の膜についても（１１１）配向させるためには、成膜温度については５００［℃］以上での基板加熱を行い、成膜することが好ましい。例えば特許文献２に記載のＳＲＯ成膜条件については、室温成膜でその後、ＲＴＡ処理にて結晶化温度（６５０℃）で熱酸加している。この場合、ＳＲＯ膜としては、十分結晶化され、電極としての比抵抗としても十分な値が得られるが、膜の結晶配向性としては、（１１０）が優先配向しやすくなり、その上に成膜したＰＺＴについても（１１０）配向しやすくなる。

Ｐｔ（１１１）上に作製したＳＲＯの結晶性については、ＰｔとＳＲＯで格子定数が近いため、通常のＸ線のθ−２θ測定では、ＳＲＯ（１１１）とＰｔ（１１１）の２θ位置が重なってしまい判別が難しい。Ｐｔについては消滅則の関係からＰｓｉ＝３５°だけ傾けた２θが約３２°付近の位置には回折線が打ち消し合い、回折強度が見られない。そのため、Ｐｓｉ方向を約３５°傾けて、２θが約３２°付近のピーク強度で判断することで、ＳＲＯが（１１１）に優先配向しているかを確認することができる。

図６は、ＳＲＯからなる酸化物電極膜のＸ線回析測定結果の一例を示すグラフである。図６は、２θ＝３２°に固定し、Ｐｓｉを振ったときのＸ線回析測定結果のデータを示している。測定に用いたＸＲＤ装置はＰｈｉｌｉｐｓ社製の「Ｘ’ＰｅｒｔＭＲＤ」であり、Ｘ線源はＣｕＫα、Ｘ線の波長は１．５４１［Å］（０．１５４１［ｎｍ］）、Ｓｌｉｔ１／４、Ｍａｓｋ１５を用いた。

図６において、Ｐｓｉ＝０°ではＳＲＯ（１１０）ではほとんど回折強度が見られず、Ｐｓｉ＝３５°付近において、回折強度が見られることから本成膜条件にて作製したものについては、ＳＲＯが（１１１）配向していることが確認できた。また、上述記載の室温成膜＋ＲＴＡ処理により作製されたＳＲＯについては、Ｐｓｉ＝０°のときにＳＲＯ（１１０）の回折強度が見られる。

また、圧電アクチュエータとして連続動作したときに、駆動させた後の変位量が、初期変位に比べてどのくらい劣化したかを見積もったところ、ＰＺＴの配向性が非常に影響しており、（１１０）では変位劣化抑制において不十分である。さらにＳＲＯ膜の表面粗さを見たときに、成膜温度に影響し、室温から３００［℃］では表面粗さが非常に小さく２［ｎｍ］以下になる。粗さについてはＡＦＭにより測定される表面粗さ（平均粗さ）を指標としている。表面粗さとしては、非常にフラットにはなっているが結晶性が十分でなく、その後成膜したＰＺＴの圧電アクチュエータとしての初期変位や連続駆動後の変位劣化については十分な特性が得られない。表面粗さとしては、４［ｎｍ］以上及び１５［ｎｍ］の範囲になっていることが好ましく、６［ｎｍ］以上及び１０［ｎｍ］以下の範囲がさらに好ましい。この範囲を超えると、その後成膜したＰＺＴの絶縁耐圧が非常に悪く、リークしやすくなる。従って上述に示すような、結晶性や表面粗さを得るためには、成膜温度としては５００［℃］以上及び７００［℃］、好ましくは５２０［℃］以上及び６００［℃］以下の範囲で成膜を実施している。

上記圧電素子の製造例では、圧電体膜としてＰＺＴの（１１１）配向膜を形成した場合について説明しているが、共通電極（下電極）１６１を変更し、ＰＺＴの（１００）配向膜を形成するようにしてもよい。

成膜後のＳｒとＲｕの組成比については、Ｓｒ／Ｒｕが０．８２以上及び１．２２以下であることが好ましい。この範囲から外れると比抵抗が大きくなり、電極として十分な導電性が得られなくなる。更に、ＳＲＯ膜の膜厚としては、４０［ｎｍ］以上及び１５０［ｎｍ］以下の範囲が好ましく、５０［ｎｍ］以上及び８０［ｎｍ］以下の範囲がさらに好ましい。この膜厚範囲よりも薄いと初期変位や連続駆動後の変位劣化については十分な特性が得られず、圧電体膜（ＰＺＴ膜）のオーバーエッチングを抑制するためのストップエッチング層としての機能も得られにくくなる。また、この膜厚範囲を超えると、その後に成膜した圧電体膜（ＰＺＴ膜）の絶縁耐圧が非常に悪く、リークしやすくなる。また、ＳＲＯ膜の比抵抗としては、５×１０^−３［Ω・ｃｍ］以下になっていることが好ましく、さらに１×１０^−３［Ω・ｃｍ］以下になっていることがさらに好ましい。この範囲よりも大きくなると共通電極１６１として、配線との界面で接触抵抗が十分得られず、共通電極１６１として十分な電流を供給することが出来なくなり、液滴を吐出する際に不具合が発生する。

〔圧電体膜（電気機械変換膜）〕
圧電体膜１６２の材料としては、ＰＺＴを主に使用した。ＰＺＴとはジルコン酸鉛（ＰｂＴｉＯ_３）とチタン酸（ＰｂＴｉＯ_３）の固溶体で、その比率により特性が異なる。一般的に優れた圧電特性を示す組成はＰｂＺｒＯ_３とＰｂＴｉＯ_３の比率が５３：４７の割合であり、化学式ではＰｂ（Ｚｒ_０．５３，Ｔｉ_０．４７）Ｏ_３と示され、更に一般的にはＰＺＴ（５３／４７）と示される。ＰＺＴ以外の複合酸化物としてはチタン酸バリウムなどが挙げられ、この場合はバリウムアルコキシド、チタンアルコキシド化合物を出発材料にし、共通溶媒に溶解させることでチタン酸バリウム前駆体溶液を作製することも可能である。これら材料は一般式ＡＢＯ_３で記述され、Ａ＝Ｐｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｂ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｎｂを主成分とする複合酸化物が該当する。その具体的な記述として（Ｐｂ_１−ｘ，Ｂａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３、（Ｐｂ_１−ｘ，Ｓｒ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３、これはＡサイトのＰｂを一部ＢａやＳｒで置換した場合である。このような置換は２価の元素であれば可能であり、その効果は熱処理中の鉛の蒸発による特性劣化を低減させる作用を示す。

圧電体膜１６２の作製方法としては、スパッタ法もしくは、ゾルゲル法を用いてスピンコーターにて作製することができる。その場合は、パターニング化が必要となるので、フォトリソエッチング等により所望のパターンを得る。ＰＺＴをゾルゲル法により作製した場合、出発材料に酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド、チタンアルコキシド化合物を出発材料にし、共通溶媒としてメトキシエタノールに溶解させ均一溶液を得ることで、ＰＺＴ前駆体溶液が作製できる。金属アルコキシド化合物は大気中の水分により容易に加水分解してしまうので、前駆体溶液に安定剤としてアセチルアセトン、酢酸、ジエタノールアミンなどの安定化剤を適量、添加してもよい。

基板１４の全面に圧電体膜（ＰＺＴ膜）１６２を得る場合、スピンコートなどの溶液塗布法により塗膜を形成し、溶媒乾燥、熱分解、結晶化の各々の熱処理を施すことで得られる。塗膜から結晶化膜への変態には体積収縮が伴うので、クラックフリーな膜を得るには一度の工程で１００［ｎｍ］以下の膜厚が得られるように前駆体濃度の調整が必要になる。

圧電体膜１６２の膜厚としては０．５［μｍ］以上及び５［μｍ］以下の範囲が好ましく、１［μｍ］以上及び２［μｍ］以下の範囲がより好ましい。この範囲より小さいと十分な変形（変位）を発生することができなくなり、この範囲より大きいと何層も積層させていくため、工程数が多くなりプロセス時間が長くなる。
また、圧電体膜１６２の比誘電率としては６００以上及び２０００以下の範囲になっていることが好ましく、さらに１２００以上及び１６００以下の範囲になっていることが好ましい。このとき、この範囲よりも小さいときには十分な変形（変位）特性が得られず、この範囲より大きくなると、分極処理が十分行われず、連続駆動後の変位劣化については十分な特性が得られないといった不具合が発生する。

〔個別電極（第２の電極）〕
個別電極（第２の電極）１６３としては、金属もしくは酸化物と金属からなっていることが好ましい。以下に酸化物電極膜及び金属電極膜の詳細について記載する。

〔酸化物電極膜〕
酸化物電極膜の材料等については、前述の共通電極（第１の電極）１６１で使用した酸化物電極膜について記載したものと同様なものを挙げることができる。酸化物電極膜（ＳＲＯ膜）の膜厚としては、２０［ｎｍ］以上及び８０［ｎｍ］以下の範囲が好ましく、４０［ｎｍ］以上６０［ｎｍ］以下の範囲がさらに好ましい。この膜厚範囲よりも薄いと初期変形（変位）や変形（変位）の劣化特性については十分な特性が得られない。また、この範囲を超えると、その後に成膜した圧電体膜（ＰＺＴ膜）の絶縁耐圧が非常に悪く、リークしやすくなる。

〔金属電極膜〕
金属電極膜の材料等については、前述の共通電極（第１の電極）１６１で使用した金属電極膜について記載したものと同様なものを挙げることができる。金属電極膜の膜厚としては、３０［ｎｍ］以上及び２００［ｎｍ］以下の範囲が好ましく、５０［ｎｍ］以上及び１２０［ｎｍ］以下の範囲がさらに好ましい。この範囲より薄い場合においては、個別電極１６３として十分な電流を供給することができなくなり、液滴を吐出する際に不具合が発生する。また、上記範囲より厚いと、白金族元素の高価な材料を使用する場合にコストアップとなる。また、白金を材料とした場合に膜厚を厚くしていたったときに表面粗さが大きくなり、絶縁保護膜を介して配線などを作製する際に、膜剥がれ等のプロセス不具合が発生しやすくなる。

〔第１の絶縁保護膜〕
成膜・エッチングの工程による圧電素子へのダメージを防ぐとともに、大気中の水分が透過しづらい材料を選定する必要があるため、第１の絶縁保護膜１８の材料は緻密な無機材料とする必要がある。また、第１の絶縁保護膜１８として有機材料を用いる場合は、十分な保護性能を得るために膜厚を厚くする必要があるため、適さない。第１の絶縁保護膜１８を厚い膜とした場合、振動板１５の振動を著しく阻害してしまうため、吐出性能の低い液滴吐出ヘッドになってしまう。薄膜で高い保護性能を得るには、酸化物，窒化物，炭化膜を用いるのが好ましいが、第１の絶縁保護膜１８の下地となる電極材料、圧電体材料及び振動板材料と密着性が高い材料を選定する必要がある。また、第１の絶縁保護膜１８の成膜法も、圧電素子１６を損傷しない成膜方法を選定する必要がある。すなわち、反応性ガスをプラズマ化して基板上に堆積するプラズマＣＶＤ法やプラズマをターゲット材に衝突させて飛ばすことで成膜するスパッタリング法は好ましくない。第１の絶縁保護膜１８の好ましい成膜方法としては、蒸着法、ＡＬＤ法などが例示できるが、使用できる材料の選択肢が広いＡＬＤ法が好ましい。好ましい材料としては、Ａｌ_２Ｏ_３，ＺｒＯ_２，Ｙ_２Ｏ_３，Ｔａ_２Ｏ_３，ＴｉＯ_２などのセラミクス材料に用いられる酸化膜が例として挙げられる。特にＡＬＤ法を用いることで、膜密度の非常に高い薄膜を作製し、プロセス中でのダメージを抑制することができる。

第１の絶縁保護膜１８の膜厚は、圧電素子１６の保護性能を確保できる十分な薄膜とする必要があると同時に、振動板１５の変形（変位）を阻害しないように可能な限り薄くする必要がある。第１の絶縁保護膜１８の膜厚は、２０［ｎｍ］以上及び１００［ｎｍ］以下の範囲が好ましい。１００［ｎｍ］より厚い場合は、振動板１５の変形（変位）量が低下するため、吐出効率の低い液滴吐出ヘッドとなる。一方、２０［ｎｍ］より薄い場合は、圧電素子１６の保護層としての機能が不足してしまうため、圧電素子１６の性能が前述の通り低下してしまう。

また、第１の絶縁保護膜１８を２層にする構成も考えられる。この場合は、２層目の絶縁保護膜を厚くするため、振動板１５の振動を著しく阻害しないように個別電極（第２の電極）１６３付近において２層目の絶縁保護膜を開口するような構成も挙げられる。この場合、２層目の絶縁保護膜としては、任意の酸化物，窒化物，炭化物またはこれらの複合化合物を用いることができ、また、半導体デバイスで一般的に用いられるＳｉＯ_２を用いることもできる。２層の第１の絶縁保護膜１８の成膜は任意の手法を用いることができ、例えばＣＶＤ法、スパッタリング法等が例示できる。電極形成部等のパターン形成部の段差被覆を考慮すると等方的に成膜できるＣＶＤ法を用いることが好ましい。２層目の絶縁保護膜の膜厚は共通電極（下電極）１６１と個別電極の配線２２との間に印加される電圧で絶縁破壊されない膜厚とする必要がある。すなわち第１の絶縁保護膜１８に印加される電界強度を、絶縁破壊しない範囲に設定する必要がある。さらに、第１の絶縁保護膜１８の下地の表面性やピンホール等を考慮すると、第１の絶縁保護膜１８の膜厚は２００［ｎｍ］以上必要であり、さらに好ましくは５００［ｎｍ］以上である。

〔配線、パッド電極〕
配線２０、２２及びパッド電極１９、２１の材料は、Ａｇ合金、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｒのいずれかから成る金属電極材料であることが好ましい。これらの電極の作製方法としては、スパッタ法、スピンコート法を用いて作製し、その後フォトリソエッチング等により所望のパターンを得る。膜厚としては、０．１［μｍ］以上及び２０［μｍ］以下の範囲が好ましく、０．２［μｍ］以上及び１０［μｍ］以下の範囲がさらに好ましい。この範囲より小さいと抵抗が大きくなり電極に十分な電流を流すことができなくなりヘッド吐出が不安定になる。一方、この範囲より大きいとプロセス時間が長くなる。また、共通電極１６１及び個別電極１６３に接続されるコンタクトホール部（例えば１０［μｍ］×１０［μｍ］）での接触抵抗としては、共通電極１６１に対して１０［Ω］以下、個別電極１６３に対して１［Ω］以下が好ましい。さらに好ましくは、共通電極１６１に対して５［Ω］以下、個別電極１６３に対して０．５［Ω］以下である。この範囲を超えると十分な電流を供給することができなくなり、液滴を吐出をする際に不具合が発生する。

〔第２の絶縁保護膜〕
第２の絶縁保護膜２３としての機能は、共通電極用の第１の配線２０や個別電極用の第２の配線２２の保護層としての機能を有するパシベーション層である。前述の図３及び図４に示したように、個別電極１６３の引き出し部（開口部２３ａ）と図示しない共通電極１６１の引き出し部とを除き、個別電極１６３及び共通電極１６１を被覆する。これにより、電極材料に安価なＡｌもしくはＡｌを主成分とする合金材料を用いることができる。その結果、低コストかつ信頼性の高い液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）とすることができる。第２の絶縁保護膜２３の材料としては、任意の無機材料、有機材料を使用することができるが、透湿性の低い材料とする必要がある。無機材料としては、酸化物、窒化物、炭化物等が例示でき、有機材料としてはポリイミド、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等が例示できる。ただし、有機材料の場合には厚膜とすることが必要となるため、パターニングに適さない。そのため、薄膜で配線保護機能を発揮できる無機材料とすることが好ましい。特に、Ａｌ配線上にＳｉ_３Ｎ_４を用いることが、半導体デバイスで実績のある技術であるため好ましい。また、膜厚は２００［ｎｍ］以上とすることが好ましく、さらに好ましくは５００［ｎｍ］以上である。膜厚が薄い場合は十分なパシベーション機能を発揮できないため、配線材料の腐食による断線が発生し、インクジェットの信頼性を低下させてしまう。

また、圧電素子１６上とその周囲の振動板１５上に開口部をもつ構造が好ましい。これは、前述の第１の絶縁保護膜１８の個別液室に対応した領域を薄くしていることと同様の理由である。これにより、高効率かつ高信頼性の液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）とすることが可能になる。絶縁保護膜１８、２３で圧電素子１６が保護されているため、第２の絶縁保護膜２３の開口部の形成には、フォトリソグラフィー法とドライエッチングを用いることができる。また、パッド電極１９，２１の面積については、５０×５０［μｍ^２］以上になっていることが好ましく、さらに１００×３００［μｍ^２］以上になっていることが好ましい。この値に満たない場合は、十分な分極処理ができなくなり、連続駆動後の変形（変位）劣化については十分な特性が得られないといった不具合が発生する。

次に、本実施形態に係る圧電素子のより具体的な実施例について、参考例とともに説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

まず、６インチシリコンウェハに熱酸化膜（膜厚１［μｍ］）を形成した。

次いで、第１の電極を形成した。具体的にはまず、密着膜として、チタン膜（膜厚３０［ｎｍ］）をスパッタ装置にて成膜した後にＲＴＡを用いて７５０［℃］にて熱酸化した。そして、引き続き金属膜として白金膜（膜厚１００［ｎｍ］）、酸化物膜としてＳｒＲｕＯ_３膜(膜厚：６０［ｎｍ］)をスパッタ成膜した。スパッタ成膜時の基板加熱温度については５５０［℃］にて成膜を実施した。

次に、電気機械変換膜としての圧電体膜（ＰＺＴ膜）１６２を形成した。具体的には、モル比でＰｂ：Ｚｒ：Ｔｉ＝１１４：５３：４７に調整された溶液を準備し、スピンコート法により膜を成膜した。

具体的な前駆体塗布液の合成については、出発材料に酢酸鉛三水和物、イソプロポキシドチタン、イソプロポキシドジルコニウムを用いた。酢酸鉛の結晶水はメトキシエタノールに溶解後、脱水した。化学両論組成に対し鉛量を過剰にしてある。これは熱処理中のいわゆる鉛抜けによる結晶性低下を防ぐためである。

イソプロポキシドチタン、イソプロポキシドジルコニウムをメトキシエタノールに溶解し、アルコール交換反応、エステル化反応を進め、上記酢酸鉛を溶解したメトキシエタノール溶液と混合することでＰＺＴ前駆体溶液を合成した。合成したＰＺＴ前駆体溶液中のＰＺＴ濃度は０．５［モル／Ｌ］とした。

上記前駆体溶液を用いて、スピンコートにより前記第１の電極が形成された基板上に成膜し、成膜後、１２０［℃］乾燥を行い、その後さらに５００［℃］熱分解を行う操作を複数回繰り返し行い、複数の圧電体膜を積層した。

上記手順により繰り返し圧電体膜を積層する際に、３層目の熱分解処理後に、結晶化熱処理（温度７５０［℃］）をＲＴＡ（急速熱処理）にて行った。３層目の熱分解処理後、ＲＴＡ処理を施した圧電体膜（ＰＺＴ膜）の膜厚は２４０［ｎｍ］であった。

上記工程を計８回（２４層）実施し、膜厚が約２［μｍ］の圧電体膜（ＰＺＴ膜）を得た。

次に、第２の電極の酸化物膜としてＳｒＲｕＯ_３膜(膜厚：４０［ｎｍ］)を、金属膜としてＰｔ膜（膜厚：１２５［ｎｍ］）を、それぞれスパッタ成膜した。

その後、東京応化社製フォトレジスト（ＴＳＭＲ８８００）をスピンコート法で成膜し、通常のフォトリソグラフィーでレジストパターンを形成した。その後、ＩＣＰエッチング装置（サムコ製）を用いて、圧電体膜（ＰＺＴ膜）１６２及び第２の電極をエッチングにより個別化し、後述の図７〜図９に示すようなパターンを作製した。このようなパターン作製により、第２の電極は個別電極１６３として機能し、第１の電極は、個別化された圧電体膜（ＰＺＴ膜）１６２及び第２の電極（個別電極）１６３に対して共通電極として機能する。

次に、第１の絶縁保護膜として、ＡＬＤ法によりＡｌ_２Ｏ_３膜を５０［ｎｍ］成膜した。原材料としてＡｌ源としては、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）（シグマアルドリッチ社製）、Ｏ源としては、オゾンジェネレーターによって発生させたＯ_３を用いた。そして、Ａｌ源、Ｏ源を交互に基板上に供給して積層させることで、成膜を行った。

その後、図７に示すように、エッチングによりコンタクトホール部１８ａを形成した。そして、第１の配線及び第２の配線としてＡｌをスパッタ成膜し、エッチングによりパターニング形成した。

さらにその後、第２の絶縁膜としてＳｉ_３Ｎ_４をプラズマＣＶＤにより５００［ｎｍ］成膜し、圧電素子１６を作製した。このとき、６インチウェハ内に３０［ｍｍ］×１０［ｍｍ］四方のエリアを２５個配置した。

なお、本実施例及び参考例では、圧電素子１６を駆動する駆動用ドライバＩＣをアクチュエータ基板上に実装する構成としている。駆動用ドライバＩＣを直接アクチュエータ基板上に実装することにより、実装スペースを小さくできるためシリコンウェハからのアクチュエータ基板取れ数を拡大でき、低コスト化が可能となる。

また、本実施例及び参考例では、解像度３００［ＤＰＩ］の画像を形成可能な画像形成装置への適用を考慮し、ノズル１１のピッチ（個別液室１３のピッチも同様）を３００［個／インチ］に設定した。また、個別液室１３の幅Ｗｃは６０［μｍ］に設定し、個別液室１３の長さＬｃは９００［μｍ］に設定した。これにより、個別液室１３の幅Ｗｃと長さＬｃとの比であるアスペクト比（＝Ｌｃ／Ｗｃ）は１５となる。この個別液室１３の幅Ｗｃ及び長さＬｃはそれぞれ、振動板１５の変形可能な部分の幅Ｗｖ及び長さＬｖに対応する。

上記個別液室１３の平面形状に対して、圧電体膜１６２は短手方向で両側に４［μｍ］のギャップを設けて形成し、長手方向に４［μｍ］のギャップを設けて形成した。つまり、圧電体膜１６２の平面形状における幅Ｗ２は５２［μｍ］であり、長さＬ２は８９２［μｍ］である。この場合、圧電体膜１６２の平面形状の幅Ｗ２に対する長さＬ２の比であるアスペクト比（＝Ｌ２／Ｗ２）は約１７であり、このアスペクト比は２以上となっている。

また、本実施例及び参考例では、前述のように個別液室１３のアスペクト比（＝Ｌｃ／Ｗｃ）を２以上の高めに設定することにより、液滴吐出ヘッドの剛性を確保することができるため、高粘度のインクなどの液滴を吐出することが可能となる。また、個別液室１３の長さＬｃを相対的に長くすることにより、アクチュエータとしての変形（表面変位）が小さくても、個別液室１３内の体積変動を大きくすることができるので、所定の吐出量を確保することが容易となる。ただし、圧電素子１６に高い電位差を与えたときに発生する圧電体膜１６２の長手方向における内部応力が大きくなり、圧電体膜１６２にクラックが発生しやすいという課題を持ち合わせている。この課題を解決するため、以下の実施例及び参考例に示すように圧電素子１６を構成した。

〔参考例〕
まず、図７を用いて参考例の構成について説明する。図７の参考例では、個別電極１６３に、部分的に幅が細くなっている細幅部としての個別電極細幅部１６３ａが長手方向に複数形成されている。具体的な寸法例は次のとおりである。

上記圧電体膜１６２の平面形状に対して、個別電極１６３は短手方向で両側に４［μｍ］のギャップを設けて形成し、長手方向に４［μｍ］のギャップを設けて形成した。つまり、個別電極１６３の平面形状における幅Ｗ３は４６［μｍ］であり、長さＬ３は８８４［μｍ］である。この場合、個別電極１６３の平面形状の幅Ｗ３に対する長さＬ３の比であるアスペクト比（＝Ｌ３／Ｗ３）は約１９であり、このアスペクト比は２以上となっている。

また、個別電極細幅部１６３ａの形成間隔（ピッチ）Ｐ３は、個別電極１６３の幅Ｗ３よりも短い４５［μｍ］である。また、個別電極細幅部１６３ａを個別電極１６３の幅方向における中央部に設けるように、個別電極１６３の幅方向における両端縁から中央部に向かって個別電極切欠部１６３ｂを形成した。この個別電極切欠部１６３ｂの切欠幅Ｗ３ｂは３［μｍ］とし、切欠長Ｌ３ｂは１６［μｍ］とした。これにより、個別電極細幅部１６３ａの幅Ｗ３ａは１４［μｍ］となる。

本参考例では、上記構成の個別電極細幅部１６３ａを形成した個別電極１６３及び個別電極細幅部１６３ａを形成していない個別電極１６３のそれぞれについて、個別液室１３を加工する前の状態でコロナ放電による分極処理を実施した。これらの２種類の個別電極１６３についてアクチュエータ基板に対するコロナ放電による分極処理を実施するにあたり、アクチュエータ基板をセットするステージはＧＮＤに結線した。共通電極１６１に供給される電荷は、１×１０^７［Ω］〜１×１０^１０［Ω］の抵抗を介して所定の時定数でＧＮＤへリークする。そして、個別電極１６３へ供給される電荷により、共通電極１６１と個別電極１６３とで挟まれた圧電体膜１６２に高い電位差が発生し、分極処理を進めることができる。このコロナ放電による分極処理の条件を徐々に強くして評価したところ、個別電極細幅部１６３ａを形成していない圧電素子には短手方向に延びたクラックが発生した。一方、個別電極細幅部１６３ａを形成した圧電素子にはクラックは発生しなかった。

上記分極処理の後、個別液室１３を加工した。そして、圧電素子１６に所定の駆動電圧を繰り返し印加した場合の圧電素子１６のたわみ変形によって生じる個別液室１３の壁の一部を構成する振動板１５の表面変位量の経時的な変化を測定した。

本実施例１、２及び参考例において、上記圧電素子１６のたわみ変形によって生じる振動板１５の表面変位量及びその経時的な変化特性（劣化特性）は、次の方法で評価した。本実施例及び参考例で作製された液滴吐出ヘッドを用いて、印加電界１５０［ｋＶ／ｃｍ］、立ち上がり時間１［μｓ］、立ち下がり時間１［μｓ］、パルス幅４［μｓ］及び繰り返し周波数１００［ｋＨｚ］のパルス波形の駆動電圧を印加した。そして、このパルス波形の駆動電圧を印加した連続駆動における振動板１５の表面変位の経時的な変動の評価を行った。振動板１５の表面変位は、振動板１５を個別液室１３側からみたときの振動板１５の中央部に対してレーザードップラ振動計を用いて計測した。また、振動板１５の表面変位量の経時的な変動の評価は、製造後に最初に測定した振動板１５の初期の表面変位量（初期変位量）の絶対値を１００％とした。そして、その後に上記パルス波形の駆動電圧を１０^９回繰り返し印加した後の振動板１５の表面変位量の低下率で評価した。この評価の合格基準である指標値として、振動板１５の初期の表面変位量の大きさについては、液滴を吐出するのに十分な変位量である０．２６［μｍ］以上とした。また、振動板１５の表面変位の劣化については、液滴吐出ヘッドの液滴吐出能力を担保できる範囲である５％以内とした。

上記振動板１５の表面変位量及びその経時的な変化特性（劣化特性）の結果、個別電極１６３に個別電極細幅部１６３ａを形成した場合の振動板１５の表面変位量の低下は３［％］以下であった。このような結果が得られたのは、圧電体膜１６２の長手方向のたわみ変形は振動板１５の表面変位にほとんど寄与せず、圧電体膜１６２の短手方向のたわみ変形が振動板１５の表面変位に寄与しているからである、と考えられる。

また、参考例では、上記個別液室１３の加工及び振動板１５の表面変位量の測定の後、更に、個別電極細幅部１６３ａを形成した圧電素子１６を液滴吐出ヘッドに搭載して液滴の吐出特性の経時的な変化を評価した。その結果、液滴の吐出速度（Ｖｊ）及び吐出滴量（Ｍｊ）はともに５［％］以下の変化であり、個別電極細幅部１６３ａが形成されていない場合に対して、ほとんど吐出特性の低下は見られないことを確認した。

〔実施例１〕
図８は、実施例１に係る圧電素子１６の一例を示す上面図である。本実施例１では、上記参考例と同様に圧電体膜１６２を成膜した後、圧電体膜１６２にも細幅部を形成した。圧電素子１６の短手方向の寸法は前述の参考例と同じである。

本実施例１では、図８に示すように、圧電体膜１６２にも、部分的に幅が細くなっている細幅部としての圧電体膜細幅部１６２ａが長手方向に複数形成されている。この圧電体膜細幅部１６２ａと前述の個別電極細幅部１６３ａは、圧電素子１６の長手方向における同一箇所に形成されている。具体的な寸法例は次のとおりである。圧電体膜１６２の幅Ｗ２は５２［μｍ］である。圧電体膜細幅部１６２ａの形成間隔（ピッチ）Ｐ２は、圧電体膜１６２の幅Ｗ２よりも短い、個別電極細幅部１６３ａの形成間隔（ピッチ）Ｐ３と同じ４５［μｍ］である。このように圧電体膜細幅部１６２ａ及び個別電極細幅部１６３ａは、圧電体膜１６２の幅Ｗ２又は個別電極１６３の幅Ｗ３よりも短い間隔（ピッチ）で長手方向に複数形成されている。圧電体膜細幅部１６２ａ及び個別電極細幅部１６３ａの形成間隔Ｐ２，Ｐ３が広すぎると、電圧印加時に圧電体膜１６２の長手方向の内部応力を十分に緩和することができないおそれがある。このため、圧電体膜１６２の幅Ｗ２又は個別電極１６３の幅Ｗ３よりも短い間隔で各細幅部１６２ａ，１６３ａを形成することにより、圧電体膜１６２の長手方向の内部応力をより確実に緩和することができる。

また、本実施例１では、圧電体膜細幅部１６２ａを圧電体膜１６２の幅方向における中央部に設けるように、圧電体膜１６２の幅方向における両端縁から中央部に向かって圧電体膜切欠部１６２ｂを形成した。この圧電体膜切欠部１６２ｂの切欠幅Ｗ２ｂは２［μｍ］とし、切欠長Ｌ２ｂは１８［μｍ］とした。これにより、圧電体膜細幅部１６２ａの幅Ｗ２ａは１６［μｍ］となる。なお、圧電体膜細幅部１６２ａ及び個別電極細幅部１６３ａは必ずしも幅方向の中央部に設けなくてもよく、圧電体膜１６２の幅方向における任意の位置に設けてもよい。

また、本実施例１では、個別電極切欠部１６３ｂの切欠長Ｌ３ｂは前述の参考例と同様に１６［μｍ］としたが、個別電極切欠部１６３ｂの切欠幅Ｗ３ｂについては、２［μｍ］と５［μｍ］との２種類とした。
個別電極切欠部１６３ｂの切欠幅Ｗ３ｂが５［μｍ］の場合、圧電体膜切欠部１６２ｂの切欠幅Ｗ２ｂの２［μｍ］よりも広いので、図８に示すように個別電極切欠部１６３ｂが圧電体膜切欠部１６２ｂの内側に形成される。つまり、個別電極切欠部１６３ｂの外周縁が、圧電体膜切欠部１６２ｂの外周縁よりも内側にくるように形成される。
一方、個別電極切欠部１６３ｂの切欠幅Ｗ３ｂが２［μｍ］の場合、圧電体膜切欠部１６２ｂの切欠幅Ｗ２ｂと同じ幅になる。そのため、図示を省略したが、圧電素子の長手方向において個別電極切欠部１６３ｂの外周縁が圧電体膜切欠部１６２ｂの外周縁に揃うように形成される。

上記個別電極切欠部１６３ｂの切欠幅Ｗ３ｂが互いに異なる２種類の圧電素子について、共通電極１６１と個別電極１６３との間にＤＣ５０［Ｖ］を印加し、電極間のリーク電流特性を評価した。その評価結果は次のとおりである。
個別電極切欠部１６３ｂの切欠幅Ｗ３ｂ及び圧電体膜切欠部１６２ｂの切欠幅Ｗ２ｂはともに２［μｍ］の圧電素子の場合は、個別電極切欠部１６３ｂ及び圧電体膜切欠部１６２ｂの外周縁（エッジ）が揃っている。この圧電素子の場合、電極間のリーク電流は５×１０^−９［Ａ］以下であった。
一方、個別電極切欠部１６３ｂの切欠幅Ｗ３ｂが５［μｍ］及び圧電体膜切欠部１６２ｂの切欠幅Ｗ２ｂが２［μｍ］の圧電素子の場合は、個別電極切欠部１６３ｂの外周縁（エッジ）が圧電体膜切欠部１６２ｂの外周縁（エッジ）より内側にある。この圧電素子の場合、電極間のリーク電流は５×１０^−１０［Ａ］以下であった。

上記評価結果より、次のことがわかる。すなわち、個別電極切欠部１６３ｂの外周縁を圧電体膜切欠部１６２ｂの外周縁より内側に形成した場合、個別電極１６３の外周縁が共通電極１６１から離れ、共通電極１６１と個別電極１６３との間のリーク電流を低減できることが分かる。このリーク電流特性は、コロナ放電による分極処理を行う際に特に重要な特性である。つまり、共通電極１６１と個別電極１６３との間のリーク電流が大きくなってくると、圧電体膜１６２の分極処理が進みにくくなってしまうことが確認されている。

さらに、本実施例１では、個別電極切欠部１６３ｂの切欠幅Ｗ３ｂが５［μｍ］及び圧電体膜切欠部１６２ｂの切欠幅Ｗ２ｂが２［μｍ］の圧電素子について、後工程の特性を評価した。評価対象の圧電素子としては、個別電極細幅部１６３ａ及び圧電体膜細幅部１６２ａが形成された圧電素子と、個別電極細幅部１６３ａ及び圧電体膜細幅部１６２ａのいずれも形成されていない圧電素子とを用意した。

まず、個別電極細幅部１６３ａ及び圧電体膜細幅部１６２ａが形成された圧電素子１６の構成について、個別液室１３を加工する前の状態でコロナ放電による分極処理を実施した。このコロナ放電による分極処理の条件を徐々に強くして評価したところ、圧電素子にクラックは発生しなかった。一方、個別電極細幅部１６３ａ及び圧電体膜細幅部１６２ａのいずれも形成されていない圧電素子では短手方向に延びたクラックが発生した。

上記分極処理の後、個別液室１３を加工した。そして、圧電素子１６に所定の駆動電圧を繰り返し印加した場合の圧電素子１６のたわみ変形によって生じる個別液室１３の壁の一部を構成する振動板１５の表面変位量の変化を測定した。その結果、個別電極１６３に個別電極細幅部１６３ａを形成した場合の振動板１５の表面変位量の低下は３［％］以下であった。このような結果が得られたのは、圧電体膜１６２の長手方向のたわみ変形は振動板１５の表面変位にほとんど寄与せず、圧電体膜１６２の短手方向のたわみ変形が振動板１５の表面変位に寄与しているからである、と考えられる。

また、本実施例１では、上記細幅部１６２、１６３ａの有無による振動板１５の表面変位量の差はなかった。この理由としては、圧電体膜１６２の長手方向のたわみ変形は振動板１５の表面変位にほとんど寄与せず、圧電体膜１６２の幅方向（短手方向）のたわみ変形が振動板１５の表面変位に寄与しているからである、と考えられる。

また、本実施例１では、前述の個別電極切欠部１６３ｂのみを設けた参考例に比して、振動板１５の表面変位量が大きい結果が得られた。この結果は、圧電体膜１６２に圧電体膜切欠部１６２ｂを設けたことにより、圧電体膜１６２の幅方向（短手方向）におけるたわみ変形に対する阻害要因が減り、圧電体膜１６２がより変形しやすくなったためと考えられる。
これに対し、前述の個別電極切欠部１６３ｂのみを設けた参考例の場合は、個別電極１６３が切除されている個別電極切欠部１６３ｂに圧電体膜１６２が露出している。この圧電体膜１６２の露出部分は、個別電極１６３が存在しないため電圧が印加されず、電圧印加による変形が発生しない。そのため、電圧印加時に圧電体膜１６２が幅方向（短手方向）に伸縮しようとする変形が阻害され、圧電体膜１６２が変形しにくい。

また、本実施例１では、上記個別液室１３の加工及び振動板１５の表面変位量の測定の後、更に、個別電極細幅部１６３ａを形成した圧電素子１６を液滴吐出ヘッドに搭載して液滴の吐出特性の経時的な変化を評価した。その結果、液滴の吐出速度（Ｖｊ）及び吐出滴量（Ｍｊ）のいずれについても、個別電極細幅部１６３ａが形成されていない場合に対して、吐出特性の低下は見られないことを確認した。

〔実施例２〕
図９は、実施例２に係る圧電素子１６の一例を示す上面図である。本実施例２では、図９に示すように、圧電体膜１６２及び個別電極１６３それぞれの切欠部１６２ｂ，１６３ｂの切欠幅を外側から中央側に向けて徐々に狭くなるテーパをつけてくさび状とした。このように圧電体膜切欠部１６２ｂ及び個別電極切欠部１６３ｂそれぞれの形状をテーパのついたくさび状とすることにより、圧電素子１６が変形する際の拘束力がより小さくなる。従って、圧電体膜１６２における応力集中が低減することができ、圧電素子１６の繰返し駆動時における耐久性を更に向上することができる。

なお、図９の実施例２では、個別電極切欠部１６３ｂの外周縁（エッジ）を圧電体膜切欠部１６２ｂの外周縁（エッジ）より内側に形成している。これにより、共通電極１６１と個別電極１６３との間のリーク電流が低減され、コロナ放電による分極処理を良好に行うことができる。

次に、上記構成の液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置について説明する。
図１０は、本実施形態に係る液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置の一例を示す側面図である。また、図１１は、同画像形成装置の部分平面図である。
本実施形態の画像形成装置は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１０１とガイドレール１０２とで、液滴吐出装置（インク滴吐出装置）としてのキャリッジ１０３が主走査方向に摺動自在に保持されている。キャリッジ１０３は、主走査モータ１０４で駆動プーリ１０６Ａと従動プーリ１０６Ｂ間に架け渡したタイミングベルト１０５を介して矢示方向（主走査方向）に移動走査される。

キャリッジ１０３には、記録ヘッド１０７を主走査方向に沿う方向に配置し、液滴吐出方向を下方に向けて装着している。記録ヘッド１０７は、例えば、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色の記録液の液滴（インク滴）を吐出する液滴吐出ヘッド１０７ｋ、１０７ｃ、１０７ｍ、１０７ｙで構成されている。なお、ここでは独立した液滴吐出ヘッドを用いているが、各色の記録液の液滴を吐出する複数のノズル列を有する１又は複数のヘッドを用いる構成とすることもできる。また、色の数及び配列順序はこれに限るものではない。

また、キャリッジ１０３には、記録ヘッド１０７に各色のインクを供給するための各色のサブタンク１０８が搭載されている。このサブタンク１０８には、インク供給チューブ１０９を介して図示しないメインタンク（インクカートリッジ）からインクが補充供給される。

また、本実施形態の画像形成装置は、給紙カセット１１０などの用紙積載部（圧板）１１１上に積載した被記録媒体としての用紙１１２を給紙するための給紙部が設けられている。この給紙部は、用紙積載部１１１から用紙１１２を１枚ずつ分離給送する半月コロからなる給紙ローラ１１３と分離パッド１１４とを備えている。分離パッド１１４は、給紙ローラ１１３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる。分離パッド１１４は給紙ローラ１１３側に付勢されている。

また、本実施形態の画像形成装置は、上記給紙部から給紙された用紙１１２を記録ヘッド１０７の下方側で搬送するための搬送部が設けられている。この搬送部は、用紙１１２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト１２１と、給紙部からガイド１１５を介して送られる用紙１１２を搬送ベルト１２１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ１２２とを備えている。更に、上記搬送部は、略鉛直上方に送られる用紙１１２を略９０°方向転換させて搬送ベルト１２１上に倣わせるための搬送ガイド１２３と、押さえ部材１２４で搬送ベルト１２１側に付勢された加圧コロ１２５Ａ及び先端加圧コロ１２５Ｂとを備えている。また、搬送ベルト１２１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１２６を備えている。

ここで、搬送ベルト１２１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１２７とテンションローラ１２８との間に掛け渡されている。そして、副走査モータ１３１からタイミングベルト１３２及びタイミングローラ１３３を介して搬送ローラ１２７が回転されることで、搬送ベルト１２１がベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成されている。なお、搬送ベルト１２１の裏面側には記録ヘッド１０７による画像形成領域に対応してガイド部材１２９が配置されている。

帯電ローラ１２６は、搬送ベルト１２１の表層に接触し、搬送ベルト１２１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端それぞれに例えば２．５［Ｎ］がかけられている。

さらに、本実施形態の画像形成装置は、記録ヘッド１０７で記録された用紙１１２を排紙するための排紙部が設けられている。この排紙部は、搬送ベルト１２１から用紙１１２を分離するための分離部と、排紙ローラ１５２及び排紙コロ１５３と、排紙される用紙１１２をストックする排紙トレイ１５４とを備えている。

また、本実施形態の画像形成装置の背部には、両面給紙ユニット１５５が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット１５５は、搬送ベルト１２１の逆方向回転で戻される用紙１１２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ１２２と搬送ベルト１２１との間に給紙する。

さらに、図１１に示すように、キャリッジ１０３の走査方向の一方側の非印字領域には、記録ヘッド１０７のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機１５６が配置されている。この維持回復機１５６は、記録ヘッド１０７の各ノズル面をキャピングするための各キャップ１５７と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード１５８とを備えている。更に、維持回復機１５６は、増粘した記録液（インク）を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行なうときの液滴を受ける空吐出受け１５９などを備えている。

以上のように構成した画像形成装置においては、給紙部から用紙１１２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１１２はガイド１１５で案内され、搬送ベルト１２１とカウンタローラ１２２との間に挟まれて搬送される。更に、用紙１１２は、先端を搬送ガイド１２３で案内されて先端加圧コロ１２５で搬送ベルト１２１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。このとき、図示しない制御回路によってＡＣバイアス供給部から帯電ローラ１２６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加される。これにより、搬送ベルト１２１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト１２１上に用紙１１２が給送されると、用紙１１２が搬送ベルト１２１に静電力で吸着され、搬送ベルト１２１の周回移動によって用紙１１２が副走査方向に搬送される。

そして、キャリッジ１０３を往路及び復路方向に移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１０７を駆動することにより、停止している用紙１１２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１１２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１１２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１１２を排紙トレイ１５４に排紙する。

また、両面印刷の場合には、表面（最初に印刷する面）の記録が終了したときに、搬送ベルト１２１を逆回転させることで、記録済みの用紙１１２が両面給紙ユニット１５５内に送り込まれる。そして、両面給紙ユニット１５５で用紙１１２が反転されて（裏面が印刷面となる状態にして）再度カウンタローラ１２２と搬送ベルト１２１との間に給紙される。この給紙に応じてタイミング制御が行われ、前述したと同様に搬送ベルト１２１上に搬送して裏面に記録を行った後、両面に画像が記録された用紙１１２が排紙トレイ１５４に排紙される。

また、印字（記録）待機中にはキャリッジ１０３は維持回復機１５６側に移動され、キャップ１５７で記録ヘッド１０７のノズル面がキャッピングされ、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良が防止される。また、キャップ１５７で記録ヘッド１０７をキャッピングした状態でノズルから記録液が吸引され（「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という。）、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作が行われる。この回復動作によって記録ヘッド１０７のノズル面に付着したインクを清掃除去するためにワイパーブレード１５８でワイピングが行われる。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作が行われる。これによって、記録ヘッド１０７の安定した吐出性能が維持される。

以上のように、本実施形態に係る画像形成装置においては、上記構成の各色の液滴吐出ヘッド１０７ｋ、１０７ｃ、１０７ｍ、１０７ｙで構成した記録ヘッド１０７を備える。従って、小型化、低コスト化を図るとともに吐出ヘッドサイズが同等で吐出可能なノズル数を増やせることから、更なる高速印刷も可能となる。

なお、上記実施形態では本発明をプリンタ構成の画像形成装置に適用した例で説明したが、これに限るものではなく、本発明は、例えば、プリンタ、ファックス及びコピアの各機能を備えた複合機などの画像形成装置に適用することができる。また、本発明は、インク以外の液体である記録液や定着処理液などを用いる画像形成装置の液滴吐出ヘッドを構成する圧電素子１６などの電気機械変換素子にも適用することができる。また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。

また、本発明は、画像形成装置以外の液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドを構成する電気機械変換素子にも適用することができる。例えば、本発明は、画像形成用の液滴を着弾させて付与する媒体が、用紙以外の媒体（記録媒体、転写材、記録紙）、例えば糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体である場合も同様に適用することができる。また、本発明は、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与すること場合だけでなく、文字等の意味を持たないパターンを媒体に付与する（単に液滴を吐出する）装置にも適用することができる。また、本発明は、パターニング用の液体レジストを吐出して被着弾媒体上に着弾させる装置にも適用することができる。また、本発明は、遺伝子分析試料を吐出して被着弾媒体上に着弾させる液滴吐出装置や、三次元造型用の液滴吐出装置などにも適用することができる。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
基板１４などのベース部材上に形成された共通電極１６１などの第１の電極と、第１の電極上に形成された圧電体膜１６２などの電気機械変換膜と、電気機械変換膜上に形成された個別電極１６３などの第２の電極とを備え、電気機械変換膜及び第２の電極の平面形状が長尺形状である圧電素子１６などの電気機械変換素子であって、前記電気機械変換膜及び第２の電極は、部分的に幅が細くなっている圧電体膜細幅部１６２ａ及び個別電極細幅部１６３ａなどの細幅部が長手方向に複数形成されている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、長手方向に延在する電気機械変換膜及び第２の電極に形成した細幅部により、電気機械変換膜の長手方向において伸縮しようとする変形を分断することができる。この電気機械変換膜の長手方向における伸縮変形の分断により、電気機械変換膜の長手方向における内部応力を緩和することができる。従って、電圧印加時における電気機械変換層の内部応力によるクラックの発生を抑制することができる。
しかも、上記細幅部は、電気機械変換膜及び第２の電極の長手方向における同一箇所において、第２の電極だけでなく電気機械変換膜にも形成されている。この細幅部では、第２の電極の幅だけでなく電気機械変換膜の幅も細くなっている。このため、第２の電極の幅だけが細くなるように構成した場合に比して、電圧印加による変形が発生しない電気機械変換膜の露出部分が少なく、電気機械変換素子の全体の変形に大きく寄与する短手方向（幅方向）における所定の変形が阻害されにくい。従って、電圧印加時における電気機械変換素子の所定の変形を抑制することなく、電圧印加時に十分な変形量を確保することができる。
以上のように、長尺形状の電気機械変換膜における電圧印加時の十分な変形量を確保しつつクラックの発生を抑制することができる。特に、本態様Ａでは、電気機械変換素子の印加電圧に対する変形量を大きくするために電気機械変換膜の膜厚を厚くする場合に効果的である。
（態様Ｂ）
上記態様Ａにおいて、前記細幅部は、電気機械変換膜の幅又は第２の電極の幅よりも短い間隔で長手方向に複数形成されている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、前記細幅部が、電気機械変換膜の幅又は第２の電極の幅よりも短い間隔で長手方向に複数形成されているので、電気機械変換膜の長手方向における内部応力をより確実に緩和することができる。
（態様Ｃ）
上記態様Ａ又はＢにおいて、前記細幅部は、電気機械変換膜及び第２の電極の幅方向の中央部に形成されている。
これによれば、上記実施形態について説明したように、電気機械変換膜の幅方向において変形量が極大となる中央部に、電気機械変換膜及び第２の電極が残る。従って、電気機械変換膜の幅方向における変形量の低下を抑制しつつ、電気機械変換膜の幅方向の中央部を中心として電気機械変換膜の変形を対称且つ均等にすることができる。
（態様Ｄ）
上記態様Ａ乃至Ｃのいずれかにおいて、細幅部における電気機械変換膜が形成されていない圧電体膜切欠部１６２ｂなどの切欠部の切欠幅は、第２の電極が形成されていない個別電極切欠部１６３ｂなどの切欠部の切欠幅よりも狭く、第２の電極の外周縁は、電気機械変換膜の外周縁よりも内側に位置する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、第２の電極の端部などの外周縁を電気機械変換膜の端部などの外周縁よりも内側に形成したので、第２の電極の外周縁が第１の電極から離れる。従って、第１の電極と第２の電極との間のリーク電流を低減することができ、電圧印加による電気機械変換膜の良好な分極処理や電気機械変換素子の良好な駆動を行うことができる。
（態様Ｅ）
上記態様Ｄにおいて、前記切欠部は、その切欠幅が中央部にいくほど狭くなったテーパ形状を有する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、電圧印加時の電気機械変換膜における応力集中が低減できるので、電気機械変換膜におけるクラックの発生をより確実に抑制することができる。
（態様Ｆ）
液滴を吐出するノズル１１などの液滴吐出孔と、液滴吐出孔が連通する個別液室１３などの液室と、液室内の液体に圧力を発生させる圧力発生手段と、を備えた液滴吐出ヘッド１０７ｋ、１０７ｃ、１０７ｍ、１０７ｙにおいて、前記圧力発生手段は、液室の壁の一部を形成する振動板１５と、振動板１５に設けられた上記態様Ａ乃至Ｅのいずれかの電気機械変換素子と、を備える。
これによれば、上記実施形態について説明したように、クラックのない分極処理が確実に行われた電気機械変換素子によって液室１３内の液体を昇圧させることができるので、安定した液滴吐出特性が得られる。
（態様Ｇ）
上記態様Ｆの液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置である。これによれば、上記実施形態について説明したように、安定した液滴吐出特性が得られる。
（態様Ｈ）
記録媒体に向けてインクの液滴を吐出するインク液滴吐出手段を備え、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、前記インク滴吐出手段として、上記態様Ｇの液滴吐出装置を備える。これによれば、上記実施形態について説明したように、画像形成装置の製造コストの低減を図りつつ、液滴吐出ヘッドの液滴吐出特性のばらつきを低減させ、画像品質の向上を図ることができる。

１０液滴吐出部
１１ノズル
１２ノズル基板
１３個別液室（圧力室）
１４基板（液室基板）
１５振動板
１６圧電素子
１０７記録ヘッド
１０７ｋ、１０７ｃ、１０７ｍ、１０７ｙ液滴吐出ヘッド
１６１共通電極（第１の電極、下電極）
１６２圧電体膜
１６２ａ圧電体膜細幅部
１６２ｂ圧電体膜切欠部
１６３個別電極（第２の電極、上電極）
１６３ａ個別電極細幅部
１６３ｂ個別電極切欠部
１８第１の絶縁保護膜
１８ａコンタクトホール
１９共通電極用のパッド電極
２０第１の配線
２１個別電極用のパッド電極
２２第２の配線
２３第２の絶縁保護膜
２３ａコンタクトホール
３１コロナワイヤ電極
１０７記録ヘッド

特開２００５−２５３２７４号公報特許第３７８２４０１号公報

Claims

第１の電極と、前記第１の電極上に形成された電気機械変換膜と、前記電気機械変換膜上に形成された第２の電極と、を備え、前記電気機械変換膜及び前記第２の電極の平面形状が長尺形状である電気機械変換素子であって、
前記電気機械変換膜及び前記第２の電極の長手方向における同一箇所に、部分的に幅が細くなっている細幅部が形成されていることを特徴とする電気機械変換素子。
請求項１の電気機械変換素子において、
前記細幅部は、前記電気機械変換膜の幅又は前記第２の電極の幅よりも短い間隔で長手方向に複数形成されていることを特徴とする電気機械変換素子。
請求項１又は２の電気機械変換素子において、
前記細幅部は、前記電気機械変換膜及び前記第２の電極の幅方向の中央部に形成されていることを特徴とする電気機械変換素子。
請求項１乃至３のいずれかの電気機械変換素子において、
前記細幅部における前記電気機械変換膜が形成されていない切欠部の切欠幅は、前記第２の電極が形成されていない切欠部の切欠幅よりも狭く、該第２の電極の外周縁は、該電気機械変換膜の外周縁よりも内側に位置することを特徴とする電気機械変換素子。
請求項４の電気機械変換素子において、
前記切欠部は、その切欠幅が中央部にいくほど狭くなったテーパ形状を有することを特徴とする電気機械変換素子。
液滴を吐出するノズルと、該ノズルに連通する液室と、該液室内の液体に圧力を発生させる圧力発生手段と、を備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
前記圧力発生手段は、前記液室の壁の一部を形成する振動板と、該振動板に設けられた請求項１乃至５のいずれかの電気機械変換素子とを備えることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
請求項６の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置。
記録媒体に向けてインクの液滴を吐出するインク液滴吐出手段を備え、該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
前記インク滴吐出手段として、請求項７の液滴吐出装置を備える画像形成装置。