(57)【要約】【課題】プラズマ、薬液及び大気中の水分に圧電体膜が曝される機会を少なくして圧電体膜の特性の劣化を抑制し、圧電体素子の特性及び液滴吐出特性の劣化を抑制することができる。【解決手段】共通電極層５０３上に圧電体膜を成膜して、圧電体膜をパターニングして圧電体層５０４を形成する。そして、圧電体層５０４の全面を覆うようにプラズマ、薬液及び大気中の水分に耐性のあるバリア層５０５を成膜する。その後、圧電体層５０４と個別電極層５０７とを接触させる開口部５０６をバリア層５０５に設け、開口部５０６を介して圧電体層５０４と接触するように、バリア層５０５で覆われた圧電体層５０４上に上部電極膜を成膜する。上部電極膜をパターニングして個別電極層５０７を形成する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極膜、圧電体膜及び上部電極膜を順に成膜して形成される圧電体素子を製造する圧電体素子の製造方法において、
前記下部電極膜上に前記圧電体膜を成膜する工程と、
前記圧電体膜の全面を覆うようにプラズマ、薬液及び大気中の水分に耐性のある保護膜を成膜する工程と、
前記圧電体膜と前記上部電極膜とを接触させる開口部を前記保護膜に設ける工程と、
前記開口部を介して前記圧電体膜と接触するように、前記保護膜で覆われた前記圧電体膜上に前記上部電極膜を成膜する工程と
を有することを特徴とする圧電体素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の圧電体素子の製造方法において、
前記保護膜で全面覆われた前記圧電体膜をパターニングして圧電体層を形成する工程を有することを特徴とする圧電体素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の圧電体素子の製造方法において、
前記開口部の開口端部で前記圧電体膜と前記上部電極膜との間に前記保護膜が介在することを特徴とする圧電体素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１又は３に記載の圧電体素子の製造方法において、
前記保護膜は、Ａｌ２Ｏ３、ＴａＯ５、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＳｉＮであることを特徴とする圧電体素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１、３又は４に記載の圧電体素子の製造方法において、
前記保護膜は、ＡＬＤ法で形成されていることを特徴とする圧電体素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の圧電体素子の製造方法により製造されることを特徴とする圧電体素子。
【請求項７】
液滴を吐出するノズル孔と、該ノズル孔により外部と連通し、かつ液滴となる液体を収容する液体収容部と、該液体収容部内の圧力を変化させることにより、前記液体収容部内の液体を前記ノズル孔から吐出させる圧力変化手段とを備える液滴吐出ヘッドにおいて、
前記圧力変化手段として、請求項６記載の圧電体素子を備えることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項７記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
液滴吐出ヘッドに供給する液体を貯蔵するタンクを前記液滴吐出ヘッドに一体化に構成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
インク液滴を吐出するインクジェットヘッドを搭載した画像形成装置において、
前記インクジェットヘッドとして、請求項７又は８に記載の液滴吐出ヘッドを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
基板と、反射面を有するミラー部と、該ミラー部を揺動可能に支持する支持部材と、前記基板に対して前記支持部材の一部を、その両側から梁状に支持する梁状部材と、該梁状部材に固着された圧電部材とを備え、前記圧電部材の駆動により両側の前記梁状部材を駆動させて、前記ミラー部を揺動させ、反射面で反射した光を偏向、走査する偏向ミラーにおいて、
前記圧電部材として、請求項６記載の圧電体素子を用いることを特徴とする偏向ミラー。
【請求項１１】
基板と、該基板の裏面における中央部に凹部が形成された肉薄部と、前記基板の一端の先端側に質量部として形成された肉厚部と、前記肉薄部の凹部と反対側の面に形成される圧電体素子とを備え、加速度が加わることで前記肉厚部が変形し、前記圧電体素子が前記肉厚部の変位量を電圧に変換して加速度を検出する加速度センサにおいて、
前記圧電体素子として、請求項６記載の圧電体素子を用いることを特徴とする加速度センサ。
【請求項１２】
先端に磁気もしくは光学モジュールのヘッドが取り付けられたヘッド支持部材を備え、該ヘッド支持部材に２つの圧電体素子が設けられ、該２つの圧電体素子を互に逆位相に伸縮させることで前記ヘッド支持部材を変形させ前記ヘッドの位置を調整するヘッド位置調整装置において、
前記圧電体素子として、請求項６記載の圧電体素子を用いることを特徴とするヘッド位置調整装置。
【請求項１３】
基板上に形成される第１電極と該第１電極上に形成される圧電体層と該圧電体層上に形成される第２電極とからなる誘電体としての圧電体素子と、前記第２電極上に形成される層間絶縁膜に設けられたコンタクホールに形成される第３電極とを有し、前記圧電体層の分極方向に基づくデータの書込みと読み出しとの少なくともいずれかを行う強誘電体メモリ素子において、
前記圧電体素子として、請求項６記載の圧電体素子を用いることを特徴とする強誘電体メモリ素子。
【請求項１４】
本体と、該本体の第１部分に設けられた第１圧電体素子と、前記第１部分の面方向に垂直の面方向の前記本体の第２部分に設けられた第２圧電体素子と、前記第１圧電体素子で発生する周波数と前記第２圧電体素子で発生する周波数とを用いて角速度を検出する角速度センサにおいて、
前記第１圧電体素子及び前記第２圧電体素子として、請求項６記載の圧電体素子を用いることを特徴とする角速度センサ。
【請求項１５】
圧電体素子と、該圧電体素子の駆動によって振動する振動部と、該振動部の振動によって流体に流れを生じる流路部とを備えるマイクロポンプにおいて、
前記圧電体素子として、請求項６記載の圧電体素子を用いることを特徴とするマイクロポンプ。
【請求項１６】
圧電体素子と、該圧電体素子の駆動によって変位する変位部と、流体が流れる開口孔とを備え、変位部の変位によって開口孔の開閉を行うマイクロバルブにおいて、
前記圧電体素子として、請求項６記載の圧電体素子を用いることを特徴とするマイクロバルブ。
【請求項１７】
基板と、該基板上に形成される支持部に一端が固定される圧電体素子と、前記基板上に形成され、かつ前記圧電体素子の他端から離間して設けられた電極とを備え、前記圧電体素子の駆動を制御することで圧電体素子の電極側への撓みを制御して圧電体素子と電極との接触を切換える高周波スイッチにおいて、
前記圧電体素子として、請求項６記載の圧電体素子を用いることを特徴とする高周波スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッドの液室内のインクをノズル孔から吐出させるための圧力発生手段を構成する圧電体素子を製造する圧電体素子の製造方法、圧電体素子、液滴吐出ヘッド、画像形成装置、偏向ミラー、加速度センサ、ヘッド位置調整装置、強誘電体メモリ素子、角速度センサ、マイクロポンプ、マイクロバルブ及び高周波スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プリンタ、ファックス、複写機、プロッタ、或いはこれらの内の複数の機能を複合した画像形成装置としては、例えばインクの液滴を吐出する液体吐出ヘッドを備えているインクジェット記録装置がある。このインクジェット記録装置では、媒体を搬送しながらインク滴を用紙に付着させて画像形成を行う。ここでの媒体は「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。また、画像形成装置は、紙、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に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。そして、画像形成とは、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だけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与する（単に液滴を吐出する）ことをも意味する。また、インクとは、所謂インクに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる液体の総称として用いる。
【０００３】
そして、上記インクジェット記録装置は、インクジェットヘッドを有している。このインクジェットヘッドは、インク滴を吐出するノズルと、このノズルに連通する吐出室、加圧液室、圧力室、インク流路等を称する液室と、該液室内のインクを吐出するための圧力発生手段とで構成されている。このインクジェットヘッドの圧力発生手段として、圧電体素子を用いて吐出室の壁面を形成している振動板を変形変位させることでインク滴を吐出させるピエゾ型の圧力発生手段が知られている。このピエゾ型の圧力発生手段に使用される圧電体素子は、下部電極層上に圧電体層を積層するとともに、圧電体層上に上部電極層を積層して形成されたものである。圧電体層は圧電材料膜を成膜する工程を複数回行って形成される。圧電材料膜にはジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）セラミックスなどが用いられる。
【０００４】
上記圧電体素子を用いたインクジェットヘッドを高密度化する技術として、マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム（以下、「ＭＥＭＳ」と略記する）を応用した半導体デバイス製造技術が知られている。この半導体デバイス製造技術を応用し、アクチュエータ、液体流路を微細に形成することにより、ノズル密度を高密度にすることができ、インクジェットヘッドの小型化、高集積化が可能になる。
【０００５】
このような半導体デバイス製造技術を用いて製造される圧電体素子として、特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１の圧電体素子は、薄膜形成技術で形成された振動板上に、下電極膜（下部電極膜）、圧電膜（圧電体膜）及び上電極膜（上部電極膜）を順に成膜し、パターニングを行って形成された各層を積層して形成されている。そして、各膜は各膜を成膜した後にパターニングされて、各層が形成される。あるいは、各膜の成膜が全て終了した後に各膜がパターニングされて、各層が形成される。これらのパターニングには、プラズマを用いたプロセス、例えばプラズマＣＶＤやドライエッチング等、あるいはフォトリソグラフィを用いるのが一般的である。そして、圧電体素子全体に保護膜を成膜している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の圧電体素子では、プラズマプロセスやフォトリソグラフィを用いて、各膜のパターニングを各膜の成膜工程直後に行う場合、圧電膜のパターニング工程時に圧電膜はプラズマやレジスト液などの薬液に曝される。また、上電極膜は圧電膜の平面の一部に接触していればよいので、上電極膜の平面の大きさは圧電膜の平面の大きさより小さい。このため、上電極膜のパターニング工程時でも、圧電層がプラズマやレジスト液などの薬液に曝される。このように、圧電膜及び上電極膜のパターニング工程時に、圧電膜又は圧電層はプラズマやレジスト液などの薬液に曝される。
【０００７】
また、全ての膜の成膜工程が終わってから上電極膜、圧電膜及び下電極膜の順にパターニングする場合、上電極膜をパターニングするときに圧電膜の一部がプラズマやレジスト液などの薬液に曝される。そして、このパターニングが終了した後圧電体素子全体に保護膜を成膜されるまで、圧電膜の一部、あるいは圧電膜をパターニングして形成された圧電層の一部は大気中の水分に曝される。次の、圧電膜をパターニングするときにも圧電膜はプラズマやレジスト液などの薬液に曝される。その後の下電極膜をパターニングするときも圧電層の一部はプラズマやレジスト液などの薬液に曝される。
【０００８】
このように圧電膜又は圧電層の一部がプラズマやレジスト液などの薬液に曝されると、活性水素等の還元作用により、形成された圧電層が還元され、圧電層の特性が劣化する傾向がある。また、圧電体素子全体に保護膜を成膜されるまで、圧電膜又は圧電層の一部は大気中の水分に曝される。この場合大気中の水分で圧電膜又は圧電層の特性が劣化する。
【０００９】
更に、下電極膜、圧電膜及び上電極膜のパターニング工程を行わないで圧電体素子を形成する場合も、上電極膜が成膜されていない圧電膜の一部が大気中の水分に曝されている。
【００１０】
これらのように、特性が劣化した圧電膜を有する圧電体素子を具備した圧力発生手段では、インク液滴が吐出するための加圧液室における十分な圧力を得られないことがある。この圧力発生手段を具備した液滴吐出ヘッドでは、液滴吐出特性が悪化する。これにより、圧電体素子の特性、ひいては液滴吐出ヘッドの液滴吐出特性が得られないという問題があった。
【００１１】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は次のとおりである。本発明の目的は、プラズマ、レジスト液などの薬液及び大気中の水分に圧電体膜が曝される機会を少なくして圧電体膜の特性の劣化を抑制し、圧電体素子の特性及び液滴吐出特性の劣化を抑制することができる圧電体素子の製造方法、圧電体素子、液滴吐出ヘッド、画像形成装置、偏向ミラー、加速度センサ、ヘッド位置調整装置、強誘電体メモリ素子、角速度センサ、マイクロポンプ、マイクロバルブ及び高周波スイッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、下部電極膜、圧電体膜及び上部電極膜を順に成膜して形成される圧電体素子を製造する圧電体素子の製造方法において、前記下部電極膜上に前記圧電体膜を成膜する工程と、前記圧電体膜の全面を覆うようにプラズマ、薬液及び大気中の水分に耐性のある保護膜を成膜する工程と、前記圧電体膜と前記上部電極膜とを接触させる開口部を前記保護膜に設ける工程と、前記開口部を介して前記圧電体膜と接触するように、前記保護膜で覆われた前記圧電体膜上に前記上部電極膜を成膜する工程とを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、下部電極膜上に成膜され圧電体膜の全面を覆うように保護膜を成膜する。この保護膜に開口部を設けたときに、開口部を介して圧電体膜が大気中の水分に曝される虞がある。しかし、保護膜で覆われている圧電体膜上に上部電極膜を成膜すれば上部電極膜を形成する材料が開口部に入り込むことで開口部は塞がれるので上部電極膜が成膜された後では圧電体膜が大気中の水分に曝されることを防げる。
【００１４】
そして、例えば、下部電極膜、圧電体膜及び上部電極膜の各成膜工程直後にパターニング工程を行う場合で、圧電体膜の成膜後に圧電体膜のパターニング工程を行おうとするときには、圧電体膜の全面が既に保護膜で成膜されている。このため、圧電体膜がプラズマ、レジスト液などの薬液に曝されることはない。上部電極膜の成膜後の上部電極膜のパターニング工程を行おうとするときにも、上記のように開口部も既に塞がれているので圧電体膜がプラズマ、レジスト液などの薬液に曝されることはない。
【００１５】
また、例えば、全ての膜の成膜工程が終わってから上電極膜、圧電膜及び下電極膜の順にパターニング工程を行う場合、圧電体膜の全面が既に保護膜で成膜されている。このため各膜のパターニングを行おうとするときに圧電体膜がプラズマ、レジスト液などの薬液に曝されることはない。
【００１６】
更に、例えば、下電極膜、圧電膜及び上電極膜のパターニング工程を行わないで圧電体素子を形成する場合、圧電膜の成膜直後に圧電体膜の全面が保護膜で成膜されるので圧電体膜が大気中の水分に曝されることはない。
【００１７】
これらにより、プラズマ、レジスト液などの薬液及び大気中の水分に圧電体膜が曝される機会を少なくでき圧電体膜の特性劣化を抑制できる。よって、圧電体素子の特性及び液滴吐出特性の劣化を抑制できる、という特有な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態の液滴吐出ヘッドの構成を示す斜視図である。
【図２】インクジェット記録装置の機構部の構成を示す側面図である。
【図３】実施形態の圧電体素子を有する液滴吐出ヘッドの内部構成を示す斜視図である。
【図４】液滴吐出ヘッドの加圧液室短辺方向の断面図である。
【図５】液滴吐出ヘッドの加圧液室長辺方向の断面図である。
【図６】実施形態の圧電体素子の製造工程を示すフローチャートである。
【図７】実施形態の圧電体素子の製造工程を示す工程断面図である。
【図８】実施形態の圧電体素子の製造工程を示す工程断面図である。
【図９】実施形態の圧電体素子の製造方法の実施例を示す部分断面図である。
【図１０】実施形態の圧電体素子を用いた実施例１の偏向ミラーを示す斜視図である。
【図１１】実施形態の圧電体素子を用いた実施例２の加速度センサを示す断面図である。
【図１２】実施形態の圧電体素子を用いた実施例３のヘッド位置調整装置を示す斜視図である。
【図１３】実施形態の圧電体素子を用いた実施例４の強誘電体メモリ素子を示す断面図である。
【図１４】実施形態の圧電体素子を用いた実施例５の角速度センサを示す斜視図である。
【図１５】実施形態の圧電体素子を用いた実施例６のマイクロポンプを示す断面図である。
【図１６】実施形態の圧電体素子を用いた実施例７のマイクロバルブを示す断面図である。
【図１７】実施形態の圧電体素子を用いた実施例８の高周波スイッチを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る圧電体素子を有する液滴吐出ヘッド及び該液滴吐出ヘッドを有する画像形成装置としてのインクジェット記録装置に用いる一実施形態について説明する。
【００２０】
図１は本実施形態の液滴吐出ヘッドの構成を示す斜視図である。同図に示す液滴吐出ヘッド１０にインクタンク１２が一体化されることにより、インクカートリッジ２０を構成する。液滴吐出ヘッド１０にはノズル１１が設けられている。このようにインクタンク１２が一体型の液滴吐出ヘッド１０の場合、アクチュエータ部を高精度化、高密度化、および高信頼化する。このことで、インクカートリッジ２０の歩留まりや信頼性を向上することができ、インクカートリッジ２０の低コスト化を図ることができる。
【００２１】
図２は液滴吐出ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の一例を示す側面図である。
このインクジェット記録装置３０は、印字機構部３３等を収納している。この印字機構部３３は、装置本体の内部に走査方向に移動可能なキャリッジ３１、キャリッジ３１に搭載した図１の液滴吐出ヘッド１０、液滴吐出ヘッド１０へインクを供給するインクカートリッジ３２等で構成されている。そして、装置本体の下方部には前方側から多数枚の用紙３４を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい）３５を抜き差し自在に装着されている。また、用紙３４を手差しで給紙するために開かれる手差しトレイ３６を有し、給紙カセット３５あるいは手差しトレイ３６から給送される用紙３４を取り込む。印字機構部３３によって所要の画像を記録した後、後面側の装着された排紙トレイ３７に排紙する。
【００２２】
印字機構部３３では、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド３８と従ガイドロッド３９とで、キャリッジ３１を主走査方向に摺動自在に保持する。このキャリッジ３１には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ(Ｍ)、ブラック(Ｂｋ)の各色のインク滴を吐出する液滴吐出ヘッド１０を複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交差する方向に配列している。そして、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。また、キャリッジ３１には液滴吐出ヘッド１０に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ３２を交換可能に装着している。インクカートリッジ３２は、上方に大気と連通する大気口、下方には液滴吐出ヘッド１０へインクを供給する供給口が設けられ、内部にはインクが充填された多孔質体を有している。多孔質体の毛管力により液滴吐出ヘッド１０へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、液滴吐出ヘッド１０としては各色の液滴吐出ヘッド１０を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個の液出ヘッドでもよい。
【００２３】
ここで、キャリッジ３１は後方側（用紙搬送下流側）を主ガイドロッド３８に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送上流側）を従ガイドロッド３９に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ３１を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ（不図示）で回転駆動される駆動プーリ（不図示）と従動プーリ（不図示）との間にタイミングベルト（不図示）を張装している。このタイミングベルトはキャリッジ３１に固定されており、主走査モータの正逆回転によりキャリッジ３１が往復駆動される。一方、給紙カセット３５にセットした用紙３４を液滴吐出ヘッド１０に下方側に搬送するために、給紙ローラ４０、フリクションパッド４１、ガイド部材４２、搬送ローラ４３、搬送コロ４４及び先端コロ４５を有している。
【００２４】
給紙ローラ４０及びフリクションパッド４１は、給紙カセット３５から用紙３４を分離給装する。ガイド部材４２は用紙３４を案内し、搬送ローラ４３は給紙された用紙３４を反転させて搬送するローラである。搬送コロ４４は搬送ローラ４３の周面に押し付け、先端コロ４５は搬送ローラ４３からの用紙３４の送り出し角度を規定する。搬送ローラ４３は副走査モータ（不図示）によってギア列を介して回転駆動される。そして、キャリッジ３１の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ４３から送り出された用紙３４を液滴吐出ヘッド１０の下方側で案内するため、用紙ガイド部材である印写受け部材４６を設けている。この印写受け部材４６の用紙搬送方向下流側には、用紙３４を排紙方向へ送り出すための回転駆動される搬送コロ４７と拍車４８を設けている。さらに、用紙３４を排紙トレイ３７に送り出す排紙ローラ４９と拍車５０と排紙経路を形成するガイド部材５１、５２とを配設している。
【００２５】
このような構成を有するインクジェット記録装置３０で記録時には、キャリッジ３１を移動させながら画像信号に応じて液滴吐出ヘッド１０を駆動する。このことにより、停止している用紙３４にインクを吐出して１行分を記録し、その後、用紙３４を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号または用紙３４の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙３４を排紙する。また、キャリッジ３１の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、液滴吐出ヘッド１０の吐出不良を回復するための回復装置（不図示）を配置している。この回復装置はキャップ手段、吸引手段及びクリーニング手段を有している。キャリッジ３１は印字待機中にはこの回復装置側に移動されてキャッピン手段で液滴吐出ヘッド１０をキャッピングして吐出口部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を防止する。また、記録途中などに記録と関係ないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出状態を維持する。
【００２６】
また、吐出不良が発生した場合等には、キャピング手段で液滴吐出ヘッド１０の吐出出口(ノズル)を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともの気泡等を吸出する。そして、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。このように、このインクジェット記録装置においては、後述する製造方法で製造された圧電体素子を有する液滴吐出ヘッド１０を搭載しているので、安定したインク吐出特性が得られ、画像品質が向上する。上述した説明ではインクジェット記録装置に液滴吐出ヘッドを使用した場合について説明したが、インク以外の液滴、例えばパターニング用の液体レジストを吐出する装置に液滴吐出ヘッドを適用してもよい。
【００２７】
図３は本実施形態の圧電体素子を有する液滴吐出ヘッドの内部構成を示す斜視図である。図４は図３の加圧液室短辺方向の断面図である。また、図５は図４の加圧液室長辺方向の断面図である。図３に示すように、液滴吐出ヘッド１０は、基板面部に設けたノズル孔から液滴を吐出させるサイドシュータータイプのものである。第１基板１００に液体吐出エネルギーを発生する圧電体素子１０１、振動板１０２を備え、加圧液室隔壁１０３、加圧液室１０４、流体抵抗部１０５及び共通液室１０６を形成している。各加圧液室１０４は、加圧液室隔壁１０３で仕切られている。また、第２基板２００には、外部から液滴を供給する液滴供給口２０１と共通インク流路２０２、および振動板１０２が撓むことができるようにザグリ２０３が形成されている。また、ノズル基板３００には、個々の加圧液室１０４に対応した位置にノズル孔３０１が形成されている。これら第１基板１００、第２基板２００、およびノズル基板３００を接合することにより、液滴吐出ヘッド１０が形成されている。
【００２８】
第１基板１００は、図３〜図５に示すように、加圧液室１０４の一部壁面を形成する振動板１０２と振動板１０２を介して加圧液室１０４と対向する側に圧電体素子１０１が形成されている。また、共通液室１０６の振動板１０２側の面には、共通インク流路２０２が形成されており、ここから液滴であるインクを外部から供給できるようになっている。図４に示すように、振動板１０２を介して加圧液室１０４に対向する側に形成されている圧電体素子１０１は、共通電極層１０１−１と個別電極層１０１−２との間に圧電体層１０１−３が積層されて形成されている。
【００２９】
このように形成された液滴吐出ヘッド１０では、各加圧液室１０４内に記録液を満たした状態で制御部（不図示）からの画像データに基づいて記録液の吐出を行うノズル孔３０１に対応する個別電極層１０１−２にパルス電圧を印加する。このパルス電圧は発振回路により例えば２０［Ｖ］のパルス電圧である。この電圧パルスを印加することにより、圧電体層１０１−３は、電歪効果により圧電体層１０１−３そのものが振動板１０２と平行方向に縮むことにより、振動板１０２が加圧液室１０４側の方向に撓む。これにより、加圧液室１０４内の圧力が急激に上昇して、加圧液室１０４に連通するノズル孔３０１から記録液が吐出する。
【００３０】
次に、パルス電圧印加後は、縮んだ圧電体層１０１−３が元に戻ることから撓んだ振動板１０２は元の位置に戻る。このため、加圧液室１０４内が共通液室１０６内に比べて負圧となり、外部から液滴供給口２０１を介して供給されているインクが共通インク流路２０２、共通液室１０６から流体抵抗部１０５を介して加圧液室１０４に供給される。これを繰り返すことにより、液滴を連続的に吐出でき、液滴吐出ヘッドに対向して配置した被記録媒体（用紙）に画像を形成する。
【００３１】
次に、本発明の一実施形態に係る圧電体素子の製造方法について図面を用いて説明する。図６は本実施形態の圧電体素子の製造工程を示すフローチャートである。図７及び図８は本実施形態の圧電体素子の製造工程を示す工程断面図である。両図の工程断面図は液滴吐出ヘッドの１ビットにおけるビット列方向の圧電素子部の断面を示すものである。
【００３２】
はじめに、図７（ａ）に示すように、図３〜図５の第１基板１００としての面方位（１１０）のシリコン単結晶基板５０１（例えば板厚４００［μｍ］）に振動板構成膜とする。そして、この振動板構成膜５０２、例えばＬＰ−ＣＶＤ法でシリコン酸化膜、ポリシリコン膜、あるいはアモルファスシリコン膜、シリコン窒化膜などを所望の振動板剛性になるように成膜する。ここで、振動板構成膜５０２は、後のプロセス整合性、および振動板としての機能が確保されていれば、単層でも積層でも構わない。
【００３３】
図７（ｂ）に示すように、例えばＴｉとＰｔからなる，下部電極層である共通電極層５０３をスパッタ法で例えば各々３０［ｎｍ］と１００［ｎｍ］積層する（ステップＳ１０１）。共通電極層５０３上に、圧電体層５０４としてＰＺＴを例えばスパッタ法で２［μｍ］厚で成膜して積層する（ステップＳ１０２）。ここで、圧電体層５０４の成膜方法は、スパッタ法に限らず、例えばイオンプレーティング法、エアーゾル法、ゾルゲル法、あるいはインクジェット法等などで成膜してもよい。
【００３４】
図７（ｃ）に示すように、リソエッチ法により、後に形成する図３〜図５の加圧液室１０４に対応する位置に圧電体素子１０１を形成するため、圧電体層５０４をパターニングする（ステップＳ１０３）。このときのエッチングは、ドライエッチングでもウェットエッチングでもよく、ドライエッチングの場合は、イオンミリング法や反応性ドライエッチングとして塩素系ガス、あるいはフッ素系ガスでエッチングを行う。その後、保護層であるバリア層５０５として、例えばＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法により、Ａｌ２Ｏ３膜（アルミナ膜）を膜厚５０［ｎｍ］をウェハ全面に成膜して形成する。そして、圧電体層５０４のＰＺＴ表面をこのバリア層５０５で覆う（ステップＳ１０４）。ここで、バリア層５０５は、その機能を確保できる膜であれば、Ａｌ２Ｏ３膜以外でもよく、例えばＴａＯ５、ＺｒＯ２等でもよい。
【００３５】
図７（ｄ）に示すように、圧電体層５０４に上部電極層である個別電極層５０７とのコンタクトをとるための開口部５０６をリソエッチ法で開口する（ステップＳ１０５）。次に、個別電極層５０７となるＰｔをスパッタ法で、例えば膜厚１００［ｎｍ］成膜して積層し、リソエッチ法で個別電極層５０７のパターニングを行う（ステップＳ１０６、Ｓ１０７）。このとき、下地のバリア層５０５が少なくとも２０［ｎｍ］以上残るようにエッチングを行い、次工程処理によるバリア層５０５のバリア性を確保する。次に、必要に応じて、共通電極層５０３をリソエッチ法でパターニングする。
【００３６】
図８（ａ）に示すように、電極の外部への引出配線（不図示）と個別電極層５０７、共通電極層５０３の絶縁性を確保する。このため、プラズマＣＶＤ法でＳｉＯ２膜５０８を例えば膜厚５００［ｎｍ］成膜し、引出配線（不図示）と個別電極層５０７、および共通電極層５０３とをコンタクトするためのコンタクトホール（不図示）を形成する。その後、引出配線として、例えばＴｉＮ／Ａｌを各々膜厚３０［ｎｍ］／１［μｍ］をスパッタ法で成膜し、所望のパターンにリソエッチ法で加工する。その後、パッシベーション膜として、プラズマＣＶＤ法でＳｉＮ膜５０９を例えば膜厚１［μｍ］成膜する。その後、図３〜図５の加圧液室１０４に対応し、振動板領域のＳｉＯ２膜５０８とＳｉＮ膜５０９とをリソエッチ法で除去する。このとき、振動板領域のバリア層５０５は、少なくとも膜厚２０［ｎｍ］以上残るようにエッチングを行う。
【００３７】
図８（ｂ）に示すように、共通液室（不図示）になる箇所の振動板構成膜をリソエッチ法で除去する。そして、共通液滴供給路（不図示）、液滴供給口（不図示）、ザグリ２０３を形成した例えばガラス材で形成した第２基板２００を第１基板１００に接合する。接合には、接着剤による接合や直接接合等でもかまわないが、接着剤を使わない直接接合が好適である。ここで、第２基板２００としてガラス材を適用したが、シリコン単結晶基板等でもよい。但し、シリコン単結晶基板の場合、後の第１基板１００の加圧液室１０４等を形成するエッチングで基板がエッチングされないように耐性のある膜を共通液滴供給路内壁（不図示）及び基板表面に形成しておく必要がある。この耐性のある膜としては、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜がある。次に、加圧液室１０４、共通液室（不図示）、流体抵抗部（不図示）を形成するために、シリコン単結晶基板５０１を所望の厚さｔ（例えば厚さ８０［μｍ］）になるように、公知の技術で研磨する。研磨法以外にもエッチングなどでもよい。
【００３８】
図８（ｃ）に示すように、リソ法により、加圧液室１０４、共通液室（不図示）、流体抵抗部（不図示）以外の隔壁部をレジストで被覆する。その後、アルカリ溶液（ＫＯＨ溶液、あるいはＴＭＨＡ溶液）で異方性ウェットエッチを行い、加圧液室１０４、共通液室（不図示）、流体抵抗部（不図示）を形成する。
【００３９】
図８（ｄ）に示すように、各加圧液室１０４に対応した位置にノズル孔６を開口したノズル基板３００を接合して、液滴吐出ヘッド１０が完成する。
【００４０】
このように、バリア層５０５を圧電体層５０４の全面を覆うように形成することにより、圧電体層５０４のパターニング後以降の工程処理に圧電体層５０４が曝される機会が減る。また、共通電極層５０３、圧電体層５０４及び個別電極層５０７の全ての成膜が終了した後に個別電極層５０７、圧電体層５０４及び共通電極層５０３の順にパターニングを行う場合でも、圧電体層５０４の全面が既にバリア層５０５で成膜されている。このため、個別電極層５０７及び共通電極層５０３のパターニングを行うとき、圧電体層５０４がプラズマ、レジスト液などの薬液に曝されることはない。圧電体層５０４のパターニングを行うときもバリア層５０５で覆われた状態でバリア層５０５とともに圧電体層５０４をパターニングすることで、圧電体層５０４がプラズマ、レジスト液などの薬液に曝される虞は少なくなる。
【００４１】
更に、パターニングを全く行わない場合でも、圧電体層５０４が大気に曝される機会も減る。このため、工程途中で引き起こされる圧電体層５０４の特性劣化が従来技術に比べて大幅に抑制される。また、圧電体層５０４の表面がバリア層５０５に被覆されているため、耐環境性にも優れている。従って、高精度、高密度で信頼性が高く安定した液滴吐出ヘッドを歩留まりよく実現できる。また、液滴吐出ヘッドを一体化したカートリッジやこの液滴吐出ヘッドを搭載した画像形成装置に提供することができる。
【００４２】
次に、上記実施形態の圧電体素子の製造方法の実施例について説明する。
図９は実施形態の圧電体素子の製造方法の実施例を示す部分断面図である。同図において、図７及び図８と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。製造時、圧電体層５０４のパターンに個別電極層５０７のマスクパターンを位置合わせする。そして、個別電極層５０７のパターニングを行うがアライメントパターンの状態や露光装置のアライメント精度等で、個別電極層５０７のパターンが圧電体層５０４のパターンに対してアライメントずれ(位置ずれ)を生じることがある。図８に示すように圧電体素子の短辺方向に個別電極層５０７のパターンがずれた場合、図９の点線円で囲まれた部分で、個別電極層５０７の端縁部が、圧電体層５０４のパターンの端縁部よりはみ出る場合がある。この場合、個別電極層５０７を形成してからバリア層５０５を形成する従来構成では、個別電極層５０７と共通電極層５０３が電気的に短絡し、不良となる。しかし、本実施例では、個別電極層５０７と共通電極層５０３の間に必ず絶縁体であるバリア層５０５が介在するため、電気的に短絡することはない。このように製造工程のばらつきの許容度を向上させることができ、安定した圧電体素子を形成することが可能となる。
【００４３】
また、圧電体層５０４の特性劣化に影響を与えることが知られている活性水素が発生する工程、例えば絶縁膜であるＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜を成膜する。そして、振動板領域のＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜を除去した後、圧電体層と個別電極層とのコンタクトをとる開口部を形成し、個別電極層となるＰｔを成膜し、所望のパターニングを行う。この場合は、個別電極層のＰｔパターンが、外部への引出電極の役割も果たすため、上記実施形態で適用した配線層は必要ない。このように、懸念される工程を経るまで、圧電体層は、側面、および上面をバリア層で覆われている。このため、圧電体層の上部がバリア層で覆われず、個別電極層であるＰｔが介在している実施形態と比較して、更なる工程途中における圧電体層の劣化を抑えることができる。
【００４４】
次に、上記実施形態の圧電体素子を用いた実施例（以下、本実施例を「実施例１」という。）の偏向ミラーについて説明する。
図１０は、実施例１の偏向ミラーを示す斜視図である。図１０に示す偏向ミラー５２０は、光を反射させる反射面を有するミラー部５２２を有し、このミラー部５２２の両側には、揺動可能に支持する支持部材としてのトーンションバースプリング５２３が接続されている。トーンションバースプリング５２３のミラー部５２２との接続箇所と反対側の端部には、他端が基板としての固定ベース５２１に接続されている梁状部材としての駆動梁５２４が接続されている。この駆動梁５２４は、その長手方向がトーンションバースプリング５２３の軸と略直交する方向に、トーンションバースプリング５２３の両側に配置されている。２つの電極ではさまれた圧電体層を有する圧電部材５２５が、駆動梁５２４の片面における両端側に備えている。駆動梁５２４と圧電部材５２５とにより、圧電ユニモルフ構造、あるいはバイモルフ構造を形成している。圧電部材５２５の２つの電極間に電圧を印加すると、圧電部材５２５が圧電特性により、駆動梁表面の面内方向に伸縮することで駆動梁全体が変形する。トーンションバースプリング５２３の接続部の両側の駆動梁５２４に設けられた各圧電部材５２５に同一方向に電圧を印加して各圧電部材５２５が同相駆動する。これにより、トーンションバースプリング５２３と駆動梁５２４の接続部分は上下に駆動される。また、トーンションバースプリング５２３の軸と平行な回転軸を中心としてミラー部５２２が回転する振動モードが存在する。その共振周波数は、トーンションバースプリング５２３の剛性とミラー部５２２の慣性モーメントとで定まる。これにより、トーンションバースプリング５２３にミラー部５２２と垂直方向の振動、又は回転方向の振動を加えることでミラー部５２２の反射面に反射した光を偏向、走査させる。このような偏向ミラー５２０における圧電体素子として、上記実施形態の圧電体素子を用いることができる。
【００４５】
次に、上記実施形態の圧電体素子を用いた実施例（以下、本実施例を「実施例２」という。）の加速度センサについて説明する。
図１１は、実施例２の加速度センサを示す断面図である。図１１に示す加速度センサ５３０では、Ｓｉ基板５３１の裏面の中央部分を異方性エッチングして凹部５３２を形成し、肉薄部５３３が形成されている。Ｓｉ基板５３１の一端の先端側に質量部としての肉厚部５３４は、上部ガラス基板５３５と下部ガラス基板５３６との間で間隙を置いて各基板で挟まれている。肉薄部５３３の凹部５３２と接する面と反対側の面には、上部電極５３７と下部電極５３８とに挟まれた圧電体層５３９からなる圧電体素子が形成されている。Ｓｉ基板５３１の他端は、上部ガラス基板５３５と下部ガラス基板５３６とでそれぞれ固定されている。このような加速度センサ５３０に加速度が加わると、質量部としての肉厚部５３４が慣性力によって振られて変形する。その変位量に応じて圧電体層５３９に分極が起こる。この分極に応じた電気信号として加速度信号が得られる。このような加速度センサ５３０における圧電体素子として、上記実施形態の圧電体素子を用いることができる。
【００４６】
次に、上記実施形態の圧電体素子を用いた実施例（以下、本実施例を「実施例３」という。）のヘッド位置調整装置について説明する。
図１２は、実施例３のヘッド位置調整装置５４０を示す斜視図である。図１２に示すヘッド位置調整装置５４０は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）のデータトラックへ磁気ヘッドを正確に、かつ高速に移動させるものである。ヘッド位置調整装置５４０では、移動可能なアクセスアーム５４１の一端が回動自在に支持され、その他端には中心部材５４２及びヘッド支持バネ５４３が取り付けられている。ヘッド支持バネ５４３の先端には、磁気ヘッド５４４が取り付けられている。中心部材５４２上には、中心部材の長手方向に略直交する方向で互いに離間させて第１圧電体素子５４５と第２圧電体素子５４６とが設けられている。そして、第１圧電体素子５４５と第２圧電体素子５４６とに互いに逆電位の電圧を印加させると、互いに逆位相で伸縮する。例えば、図１２のように、第１圧電体素子５４５が伸び、第２圧電体素子５４６が縮むことにより、磁気ヘッド５４４を、図１２の矢印Ａ方向であるＨＤＤでのトラック方向に変位させることができる。なお、２つの圧電体素子を中心部材に設けたが、ヘッド支持バネに設けても同様な効果が得られる。ヘッド位置調整装置５４０は、アクセスアーム５４１を回動させて狙いのトラックに向かって移動させ、狙いのトラック近傍において磁気ヘッド５４４に微調整して狙いのトラックに対して磁気ヘッド５４４を正確に位置合わせことができる。このようなヘッド位置調整装置における圧電体素子として、上記実施形態の圧電体素子を用いることができる。
【００４７】
次に、上記実施形態の圧電体素子を用いた実施例（以下、本実施例を「実施例４」という。）の強誘電体メモリ素子について説明する。
図１３は、実施例４の強誘電体メモリ素子を示す断面図である。図１３に示す強誘電体メモリ素子５５０は、不揮発性メモリ素子の一種であり、ビットライン５５１及びワードライン５５２が形成された基板５５３上に、第１層間絶縁膜５５４を介して、下部電極５５５、圧電体層５５６及び上部電極５５７が順に積層されて構成された圧電体素子が形成されている。上部電極５５７上には第２層間絶縁膜５５８が形成され、その一部が除去されて形成されたコンタクトホールを介して、上部電極５５７とＡｌ配線５５９とが電気的に接続されている。書込み時ではワードライン５５２を介して書込みセルを選択し、ビットライン５５１に電圧が印加されて強誘電体としての圧電体素子を分極させる。読み出し時では、パルス電圧を加えて圧電体素子の分極反転による電流が流れたか否かで１／０を判断してメモリとして用いられる。このような強誘電体メモリ素子における圧電体素子として、上記実施形態の圧電体素子を用いることができる。
【００４８】
次に、上記実施形態の圧電体素子を用いた実施例（以下、本実施例を「実施例５」という。）の角速度センサについて説明する。
図１４は、実施例５の角速度センサを示す斜視図である。図１４に示す角速度センサ５６０は、振動ジャイロ型と呼ばれる角速度センサである。この振動ジャイロ型の角速度センサ５６０では、熱膨張の少ない材料で形成された音叉５６１の各脚部における一方の側端面に、発振駆動用の第１圧電体素子５６２ａ及び第２圧電体素子５６２ｂを取り付けている。音叉５６１の各脚部における一方の側端面に垂直な他方の側端面に、検出用の第３圧電体素子５６３ａ及び第４圧電体素子５６３ｂを取り付けている。各圧電体素子は、圧電体層を上部電極と下部電極とで挟んで形成されている。この角速度センサ５６０が回転する際に音叉５６１の各脚部に生じる力の変化を各圧電体素子の周波数に基づいて検出し、角速度を検出している。角速度センサ５６０が回転する際に音叉５６１の各脚部に生じる力の変化によって生じる各圧電体素子の周波数の差を第１電極パッド５６４ａ及び第２電極パッド５６４ｂ、第３電極パッド５６５ａ及び第４電極パッド５６５ｂを介して検知する。これにより、角速度を検出する。このような角速度センサにおける圧電体素子として、上記実施形態の圧電体素子を用いることができる。
【００４９】
次に、上記実施形態の圧電体素子を用いた実施例（以下、本実施例を「実施例６」という。）のマイクロポンプについて説明する。
図１５は、実施例６のマイクロポンプを示す断面図である。図１５に示すマイクロポンプ５７０は、流路５７１が形成された基板（不図示）に、振動板５７２及び圧電体素子５７３からなる圧電アクチュエータが複数配置された流路形成基板（不図示）に、上基板５７４と下基板５７５とを貼り付けた構成である。流路５７１に沿って設けられている複数の圧電アクチュエータを図１５中の右側から順次駆動させる。これにより、流路５７１内の流体に、図１５中の矢印方向へ流れが生じ、流体輸送が可能となる。図１５中では、振動板５７２を複数設けた例を示したが、振動板５７２は一つでもよく、流体流入孔及び流体流出孔の形状を工夫したり、郵送効率を上げるため流路５７１に弁を設けたりしてもよい。このようなマイクロポンプにおける圧電体素子として、上記実施形態の圧電体素子を用いることができる。
【００５０】
次に、上記実施形態の圧電体素子を用いた実施例（以下、本実施例を「実施例７」という。）のマイクロバルブについて説明する。
図１６（ａ）は、実施例７のマイクロバルブにおける開口孔が開いている状態を示す断面図であり、図１６（ｂ）は、開口孔が塞がっている状態を示す部分拡大断面図である。図１６に示すマイクロバルブ５８０では、略円板状の基板５８１の中央部に、開口孔５８２が形成されている。基板５８１と略同じ寸法を有し、中央部に弁となる突起部５８３を有するダイヤフラム５８４と固定部５８５とが備わっている。ダイヤフラム５８４の突起部５８３の反対側の面には、上下の電極と圧電体層とを有する圧電体素子５８６が設けられている。この圧電体素子５８６に電圧を印加することにより、圧電体素子５８６が変形し、突起部５８３が上下して開口孔５８２を開閉する。具体的には、圧電体素子５８６に電圧を印加することで圧電体素子５８６が下方に撓み、図１６（ｂ）に示すように突起部５８３が下がって開口孔５８２を塞ぐ。これにより、流体の導入口５８７から流れ込んだ流体の流れを制御することができる。このようなマイクロバルブにおける圧電体素子として、上記実施形態の圧電体素子を用いることができる。
【００５１】
次に、上記実施形態の圧電体素子を用いた実施例（以下、本実施例を「実施例８」という。）の高周波スイッチについて説明する。
図１７は、実施例８の高周波スイッチを示す断面図である。図１７に示す高周波スイッチ５９０では、基板５９１上に支持部５９２の一方の端面が固定されている。下部電極５９３と上部電極５９４とで挟まれた圧電体層５９５からなる圧電体素子で形成された圧電アクチュエータ部の一端が支持部５９２の他方の端面に固定されている。この圧電アクチュエータ部の他端に対向するように、基板５９１上には固定電極５９６が設けられ、固定電極５９６上には誘電体膜５９７が形成されている。高周波スイッチ５９０は、スイッチングに伴う圧電アクチュエータ部の作用部以外の箇所が支持された片持ち梁構造をなしている。このような構造の高周波スイッチ５９０によれば、下部電極５９３と上部電極５９４との間に電圧を印加して圧電アクチュエータ部を駆動させて固定電極５９６側に撓ませる。圧電アクチュエータ部が誘電体膜５９７を押下し、圧電アクチュエータ部の作用部を誘電体膜５９７を介して固定電極５９６に接触させる。これにより、高周波領域におけるスイッチングが可能となる。このような高周波スイッチにおける圧電体素子として、上記実施形態の圧電体素子を用いることができる。
【００５２】
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１）
下部電極膜、圧電体膜及び上部電極膜を順に成膜して形成される圧電体素子を製造する圧電体素子の製造方法において、前記下部電極膜上に圧電体膜を成膜する工程と、記圧電体膜の全面を覆うようにプラズマ、薬液及び大気中の水分に耐性のある保護膜を成膜する工程と、圧電体膜と上部電極膜とを接触させる開口部を保護膜に設ける工程と、開口部を介して圧電体膜と接触するように、保護膜で覆われた圧電体膜上に上部電極膜を成膜する工程とを有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、共通電極層５０３に成膜され圧電体層５０４の全面を覆うようにバリア層５０５を成膜する。このバリア層５０５に開口部５０６を設けたときに、開口部５０６を介して圧電体層５０４が大気に曝される虞がある。しかし、バリア層５０５で覆われている圧電体層上に個別電極層５０７を成膜すれば個別電極層５０７を形成する材料が開口部５０６に入り込むことで開口部５０６は塞がれるので個別電極層５０７の成膜後では圧電体層５０４が大気に曝されることを防げる。そして、例えば、圧電体層５０４の成膜後に圧電体層５０４のパターニングを行った場合、圧電体層５０４がプラズマ、レジスト液などの薬液に曝される。しかし、圧電体層５０４の全面がバリア層５０５で成膜された後であれば、個別電極層５０７の成膜後のパターニング処理では圧電体層５０４がプラズマ、レジスト液などの薬液に曝される虞が少なくなる。また、例えば、共通電極層５０３、圧電体層５０４及び個別電極層５０７の成膜後に個別電極層５０７、圧電体層５０４及び共通電極層５０３の順にパターニングを行った場合、圧電体層５０４の全面が既にバリア層５０５で成膜されている。このため圧電体層５０４がプラズマ、レジスト液などの薬液に曝される虞は少ない。これにより、プラズマ、レジスト液などの薬液及び大気中の水分に圧電体層が曝される機会を少なくでき圧電体層の特性劣化を抑制できる。よって、圧電体素子の特性及び液滴吐出特性の劣化を抑制できる。
（態様２）
（態様１）において、保護膜で全面覆われた圧電体膜をパターニングして圧電体層を形成する工程を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、圧電体層５０４の全面がバリア層５０５で覆われているため、圧電体層５０４や個別電極層５０７のパターニングの処理では圧電体層５０４がプラズマ、レジスト液などの薬液に曝されない。
（態様３）
（態様１）又は（態様２）において、開口部の開口端部で圧電体層と上部電極層との間に保護層が介在する。これによれば、上記実施形態の実施例について説明したように、個別電極層５０７と共通電極層５０３の間に必ず絶縁体であるバリア層５０５が介在するため、電気的に短絡することはない。
（態様４）
（態様１）又は（態様３）において、保護層は、Ａｌ２Ｏ３、ＴａＯ５、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＳｉＮ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、Ａｌ２Ｏ３、ＴａＯ５、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＳｉＮはバリア性の高い材料であり、耐環境性にも優れている。このため、製造工程での圧電体層の特性劣化を抑制することだけでなく、動作環境下での耐環境性に有効となって信頼性や耐久性の高い圧電体素子を提供できる。
（態様５）
（態様１）、（態様３）又は（態様４）において、保護層は、ＡＬＤ法で形成されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、ＡＬＤ法で成膜した膜は緻密性に優れ、段差被覆性が良好であるため、バリア性が高くなり、高段差形状においても被覆性に優れるため非常に優れたバリア性を達成することができる。
（態様６）
（態様１）〜（態様５）の圧電体素子の製造方法により製造される。これによれば、上記実施形態について説明したように、圧電体層が曝されることを防止できることにより、圧電体素子の特性の劣化を抑制することができる。
（態様７）
（態様６）の圧電体素子を備えた。これによれば、上記実施形態について説明したように、圧電体層が曝されることが防止されることにより、液滴吐出特性の劣化を抑制することができる。
（態様８）
（態様７）において、液滴吐出ヘッドに供給する記録液を貯蔵するインクタンクを液滴吐出ヘッドに一体化に構成されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、圧電体層が曝されることを防止できることにより、耐久性、信頼性に優れた圧電体素子を有する。これにより、高品位なインクタンクと液滴吐出ヘッドとが一体化したインクカートリッジを提供することができる。
（態様９）
（態様７）又は（態様８）の液滴吐出ヘッドを備えた。これによれば、上記実施形態について説明したように、圧電体層が曝されることを防止することにより、画質特性の劣化を抑制することができる。
（態様１０）
基板と、反射面を有するミラー部と、該ミラー部を揺動可能に支持する支持部材と、基板に対して支持部材の一部を、その両側から梁状に支持する梁状部材と、該梁状部材に固着された圧電部材とを備え、圧電部材の駆動により両側の梁状部材を駆動させて、ミラー部を揺動させ、反射面で反射した光を偏向、走査する偏向ミラーにおいて、圧電部材として、（態様６）の圧電体素子を用いる。これによれば、上記実施例１について説明したように、圧電部材５２５の２つの電極間に電圧を印加すると、圧電部材５２５が圧電特性により、駆動梁表面の面内方向に伸縮することで駆動梁全体が変形する。トーンションバースプリング５２３の接続部の両側の駆動梁５２４に設けられた各圧電部材５２５に同一方向に電圧を印加して各圧電部材５２５が同相駆動する。これにより、トーンションバースプリング５２３と駆動梁５２４の接続部分は上下に駆動したり、トーンションバースプリング５２３の軸と平行な回転軸を中心としてミラー部５２２が回転したりする。小電力で大きな力を発生することが可能となるとともに、圧電部材の面内方向の僅かな歪みを反りに変えることで大きな変形を得られる。また、圧電部材として、信頼性や耐久性の高い上記圧電体素子を用いることで、高信頼性及び高耐久性の偏向ミラーを提供できる。
（態様１１）
基板と、基板の裏面における中央部に凹部が形成された肉薄部と、基板の一端の先端側に質量部として形成された肉厚部と、肉薄部の凹部と反対側の面に形成される圧電体素子とを備え、加速度が加わることで肉厚部が変形し、圧電体素子が肉厚部の変位量を電圧に変換して加速度を検出する加速度センサにおいて、圧電体素子として、（態様６）の圧電体素子を用いる。これによれば、上記実施例２について説明したように、加速度センサ５３０に加速度が加わると、質量部としての肉厚部５３４が慣性力によって振られて変形する。その変位量に応じて圧電体層５３９に分極が起こる。この分極に応じた電気信号として加速度信号が得られる。圧電効果を利用した加速度センサでは、高感度での広帯域の加速度を検出できる。また、圧電部材として、信頼性や耐久性の高い上記圧電体素子を用いることで、高信頼性及び高耐久性の加速度センサを提供できる。
（態様１２）
先端に磁気もしくは光学モジュールのヘッドが取り付けられたヘッド支持部材を備え、該ヘッド支持部材に２つの圧電体素子が設けられ、該２つの圧電体素子を互に逆位相に伸縮させることでヘッド支持部材を変形させヘッドの位置を調整するヘッド位置調整装置において、圧電体素子として、（態様６）の圧電体素子を用いる。これによれば、上記実施例３について説明したように、第１圧電体素子５４５と第２圧電体素子５４６とに互いに逆電位の電圧を印加させると、互いに逆位相で伸縮する。第１圧電体素子５４５が伸び、第２圧電体素子５４６が縮むことにより、磁気ヘッド５４４を変位させることができる。簡単な構成で、かつ高精度なヘッドの位置調整を行うことができる。また、圧電部材として、信頼性や耐久性の高い上記圧電体素子を用いることで、高信頼性及び高耐久性のヘッド位置調整装置を提供できる。
（態様１３）
基板上に形成される第１電極と該第１電極上に形成される圧電体層と該圧電体層上に形成される第２電極とからなる誘電体としての圧電体素子と、第２電極上に形成される層間絶縁膜に設けられたコンタクホールに形成される第３電極とを有し、圧電体層の分極方向に基づくデータの書込みと読み出しとの少なくともいずれかを行う強誘電体メモリ素子において、圧電体素子として、（態様６）の圧電体素子を用いる。これによれば、上記実施例４について説明したように、書込み時では書込みセルを選択し、電圧が印加されて強誘電体としての圧電体素子を分極させる。読み出し時では、パルス電圧を加えて圧電体素子の分極反転による電流が流れたか否かで１／０を判断してメモリとして用いられる。消費電力を抑えられ、かつ低コストが図れる。また、圧電部材として、信頼性や耐久性の高い上記圧電体素子を用いることで、高信頼性及び高耐久性の強誘電体メモリ素子を提供できる。
（態様１４）
本体と、該本体の第１部分に設けられた第１圧電体素子と、第１部分の面方向に垂直の面方向の本体の第２部分に設けられた第２圧電体素子と、第１圧電体素子で発生する周波数と第２圧電体素子で発生する周波数とを用いて角速度を検出する角速度センサにおいて、第１圧電体素子及び第２圧電体素子として、（態様６）の圧電体素子を用いる。これによれば、上記実施例５について説明したように、角速度センサ５６０が回転する際に音叉５６１の各脚部に生じる力の変化を各圧電体素子の周波数に基づいて検出し、角速度を検出している。角速度センサ５６０が回転する際に音叉５６１の各脚部に生じる力の変化によって生じる各圧電体素子の周波数の差を第１電極パッド５６４ａ及び第２電極パッド５６４ｂ、第３電極パッド５６５ａ及び第４電極パッド５６５ｂを介して検知することで、角速度を検出する。圧電部材として、信頼性や耐久性の高い上記圧電体素子を用いることで、高信頼性及び高耐久性の角速度センサを提供できる。
（態様１５）
圧電体素子と、該圧電体素子の駆動によって振動する振動部と、該振動部の振動によって流体に流れを生じる流路部とを備えるマイクロポンプにおいて、圧電体素子として、（態様６）の圧電体素子を用いる。これによれば、上記実施例６について説明したように、流路部としての流路５７１に沿って設けられている複数の圧電体素子が順次駆動させることにより、流路５７１内の流体に流れが生じる。圧電部材として信頼性や耐久性の高い上記圧電体素子を用いることで、高信頼性及び高耐久性のマイクロポンプを提供できる。
（態様１６）
圧電体素子と、該圧電体素子の駆動によって変位する変位部と、流体が流れる開口孔とを備え、変位部の変位によって開口孔の開閉を行うマイクロバルブにおいて、圧電体素子として、（態様６）の圧電体素子を用いる。これによれば、上記実施例７について説明したように、圧電体素子５８６に電圧を印加することにより、圧電体素子５８６が変形し、突起部５８３が上下して開口孔５８２を開閉する。圧電部材として、信頼性や耐久性の高い上記圧電体素子を用いることで、高信頼性及び高耐久性のマイクロバルブを提供できる。
（態様１７）
基板と、該基板上に形成される支持部に一端が固定される圧電体素子と、基板上に形成され、かつ圧電体素子の他端から離間して設けられた電極とを備え、圧電体素子の駆動を制御することで圧電体素子の電極側への撓みを制御して圧電体素子と電極との接触を切換える高周波スイッチにおいて、圧電体素子として、（態様６）の圧電体素子を用いる。これによれば、上記実施例８について説明したように、下部電極５９３と上部電極５９４との間に電圧を印加して圧電アクチュエータ部を駆動させて固定電極５９６側に撓ませる。圧電アクチュエータ部が誘電体膜５９７を押下し、圧電アクチュエータ部の作用部を誘電体膜５９７を介して固定電極５９６に接触させる。圧電部材として、信頼性や耐久性の高い上記圧電体素子を用いることで、高信頼性及び高耐久性の高周波スイッチを提供できる。
【符号の説明】
【００５３】
１０  液滴吐出ヘッド
１１  ノズル
１２  インクタンク
２０  インクカートリッジ
３０  インクジェット記録装置
３１  キャリッジ
３２  インクカートリッジ
３３  印字機構部
３４  用紙
３５  給紙カセット
３６  手差しトレイ
３７  排紙トレイ
３８  主ガイドロッド
３９  従ガイドロッド
４０  給紙ローラ
４１  フリクションパッド
４２  ガイド部材
４３  搬送ローラ
４４  搬送コロ
４５  先端コロ
４６  印写受け部材
４７  搬送コロ
４８  拍車
４９  排紙ローラ
５０  拍車
５１  ガイド部材
５２  ガイド部材
１００  第１基板
１０１  圧電体素子
１０１−１  共通電極層
１０１−２  個別電極層
１０１−３  圧電体層
１０２  振動板
１０３  加圧液室隔壁
１０４  加圧液室
１０５  流体抵抗部
１０６  共通液室
２００  第２基板
２０１  液滴供給口
２０２  共通インク流路
２０３  ザグリ
３００  ノズル基板
３０１  ノズル孔
５０１  シリコン単結晶基板
５０２  振動板構成膜
５０３  共通電極層
５０４  圧電体層
５０５  バリア層
５０６  開口部
５０７  個別電極層
５０８  ＳｉＯ２膜
５０９  ＳｉＮ膜
５２０  偏向ミラー
５２１  固定ベース
５２２  ミラー部
５２３  トーンションバースプリング
５２４  駆動梁
５２５  圧電部材
５３０  加速度センサ
５３１  Ｓｉ基板
５３２  凹部
５３３  肉薄部
５３４  肉厚部
５３５  上部ガラス基板
５３６  下部ガラス基板
５３７  上部電極
５３８  下部電極
５３９  圧電体層
５４０  ヘッド位置調整装置
５４１  アクセスアーム
５４２  中心部材
５４３  ヘッド支持バネ
５４４  ヘッド
５４５  第１圧電体素子
５４６  第２圧電体素子
５５０  強誘電体メモリ素子
５５１  ビットライン
５５２  ワードライン
５５３  基板
５５４  第１層間絶縁膜
５５５  下部電極
５５６  圧電体層
５５７  上部電極
５５８  第２層間絶縁膜
５５９  Ａｌ配線
５６０  角速度センサ
５６１  音叉
５６２ａ  第１圧電体素子
５６２ｂ  第２圧電体素子
５６３ａ  第３圧電体素子
５６３ｂ  第４圧電体素子
５６４ａ  第１電極パッド
５６４ｂ  第２電極パッド
５６５ａ  第３電極パッド
５６５ｂ  第４電極パッド
５７０  マイクロポンプ
５７１  流路
５７２  振動板
５７３  圧電体素子
５７４  上基板
５７５  下基板
５８０  マイクロバルブ
５８１  基板
５８２  開口孔
５８３  突起部
５８４  ダイヤフラム
５８５  固定部
５８６  圧電体素子
５８７  導入口
５９０  高周波スイッチ
５９１  基板
５９２  支持部
５９３  下部電極
５９４  上部電極
５９５  圧電体層
５９６  固定電極
５９７  誘電体膜
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５４】
【特許文献１】特許第３３７９５８３号公報
【図１】
2014030008.tif 000003
【図２】
2014030008.tif 000004
【図３】
2014030008.tif 000005
【図４】
2014030008.tif 000006
【図５】
2014030008.tif 000007
【図６】
2014030008.tif 000008
【図７】
2014030008.tif 000009
【図８】
2014030008.tif 000010
【図９】
2014030008.tif 000011
【図１０】
2014030008.tif 000012
【図１１】
2014030008.tif 000013
【図１２】
2014030008.tif 000014
【図１３】
2014030008.tif 000015
【図１４】
2014030008.tif 000016
【図１５】
2014030008.tif 000017
【図１６】
2014030008.tif 000018
【図１７】
2014030008.tif 000019