(57)【要約】【課題】  小さな駆動電圧で大きな歪みを得ることができる圧電素子及び液体噴射ヘッド並びに液体噴射装置を提供する。【解決手段】  チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなりペロブスカイト型結晶で（１００）面に優先配向した圧電体膜７０と、前記圧電体膜７０を挟む下電極６０及び上電極８０とを有し、前記圧電体膜７０の（１００）面に由来するＸ線の回折ピーク位置が２θ＝２１．７９〜２１．８８度の範囲内である。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなりペロブスカイト型結晶で（１００）面に優先配向した圧電体膜と、前記圧電体膜を挟む下電極及び上電極とを有し、前記圧電体膜の（１００）面に由来するＸ線の回折ピーク位置が２θ＝２１．７９〜２１．８８度の範囲内であることを特徴とする圧電素子。
【請求項２】
請求項１において、前記回折ピーク位置が２θ＝２１．８３〜２１．８７度であることを特徴とする圧電素子。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記圧電体膜が菱面体晶系構造であることを特徴とする圧電素子。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記圧電体膜がＳｃ、Ｙ、Ｔｈ、ランタノイド元素及びアクチノイド元素からなる群から選択される少なくとも一種を含むことを特徴とする圧電素子。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかの圧電素子と、前記圧電素子が振動板を介して設けられると共にノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項５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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下電極、圧電体膜及び上電極からなる圧電素子に関する。また、当該圧電素子を有し、ノズル開口から液滴を吐出させる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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からなる圧電体膜を２つの電極で挟んだ素子であり、圧電体膜は、例えば、結晶化した圧電性セラミックスにより構成されている。
【０００３】
このような圧電素子を用いた液体噴射ヘッドとしては、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がある。インクジェット式記録ヘッドには、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したものの２種類が実用化されている。このようなアクチュエータでは、高密度に配置するために、小さな駆動電圧で大きな歪みを得ることができる圧電素子、すなわち変位の大きな圧電素子が求められている。
【０００４】
ここで、圧電定数を大きくし、また、ばらつきをなくすことを目的として、ＰＺＴと電極を備えた圧電素子であって、ＰＺＴがＺｒとＴｉが室温において菱面体晶となる組成比のペロブスカイト構造で［１００］方向、［０１０］方向又は［００１］方向が電極面にほぼ垂直となるように結晶配向しているものや、ＰＺＴがＺｒとＴｉが室温において正方晶となる組成比のペロブスカイト構造で［００１］方向が電極面にほぼ垂直となるように結晶配向しているものが開示されている（特許文献１参照）。しかしながら、このような圧電素子では満足する変位を得ることができなかった。なお、このような問題は、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限定されず、他の圧電素子においても同様に存在する。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２３３８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、小さな駆動電圧で大きな歪みを得ることができる圧電素子及び液体噴射ヘッド並びに液体噴射装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決する本発明の第１の態様は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなりペロブスカイト型結晶で（１００）面に優先配向した圧電体膜と、前記圧電体膜を挟む下電極及び上電極とを有し、前記圧電体膜の（１００）面に由来するＸ線の回折ピーク位置が２θ＝２１．７９〜２１．８８度の範囲内であることを特徴とする圧電素子にある。
かかる第１の態様では、ＰＺＴからなりペロブスカイト型結晶で（１００）面に優先配向した圧電体膜の（１００）面に由来するＸ線の回折ピーク位置が２θ＝２１．７９〜２１．８８度の範囲内であるので、小さな駆動電圧で大きな歪みを得ることができ変位が大きな圧電素子となる。
【０００８】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記回折ピーク位置が２θ＝２１．８３〜２１．８７度であることを特徴とする圧電素子にある。
かかる第２の態様では、確実に大きな変位を有する圧電素子となる。
【０００９】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記圧電体膜が菱面体晶系構造であることを特徴とする圧電素子にある。
かかる第３の態様では、圧電体膜が菱面体晶系構造であるので、小さな電圧で大きな歪みを得ることができる。
【００１０】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記圧電体膜がＳｃ、Ｙ、Ｔｈ、ランタノイド元素及びアクチノイド元素からなる群から選択される少なくとも一種を含むことを特徴とする圧電素子にある。
かかる第４の態様では、前記圧電体膜がＳｃ、Ｙ、Ｔｈ、ランタノイド元素及びアクチノイド元素からなる群から選択される少なくとも一種を含むので、ひずみが生じやすくなり、圧電素子の変位が大きくなる。
【００１１】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様の圧電素子と、前記圧電素子が振動板を介して設けられると共にノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第５の態様では、ＰＺＴからなりペロブスカイト型結晶で（１００）面に優先配向し（１００）面に由来するＸ線の回折ピーク位置が２θ＝２１．７９〜２１．８８度の範囲内である圧電体膜を有する圧電素子を用いるので、小さな電圧で大きな歪みを得ることができる液体噴射ヘッドを提供することができる。
【００１２】
本発明の第６の態様は、第５の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。
かかる第６の態様では、液滴の吐出特性を著しく向上した液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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概略を示す分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及び断面図である。
【００１４】
図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方面には二酸化シリコンからなる、厚さ０．５〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。なお、この弾性膜５０は、本実施形態では、シリコン単結晶板である流路形成基板１０を熱酸化することにより形成した酸化シリコンからなるアモルファス（非晶質）膜であり、流路形成基板１０の表面状態をそのまま維持した平滑な表面状態を有している。
【００１５】
この流路形成基板１０には、シリコン単結晶基板をその一方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２が幅方向に並設されている。また、その長手方向外側には、後述する保護基板３０のリザーバ部３２と連通される連通部１３が形成されている。また、この連通部１３は、各圧力発生室１２の長手方向一端部でそれぞれインク供給路１４を介して連通されている。
【００１６】
ここで、異方性エッチングは、シリコン単結晶基板のエッチングレートの違いを利用して行われる。例えば、本実施形態では、結晶面方位が（１１０）であるシリコン単結晶基板をＫＯＨ等のアルカリ溶液に浸漬すると、徐々に侵食されて（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面と、この第１の（１１１）面と約７０度の角度をなし且つ上記（１１０）面と約３５度の角度をなす第２の（１１１）面とが出現し、（１１０）面のエッチングレートと比較して（１１１）面のエッチングレートが約１／１８０であるという性質を利用して行われる。かかる異方性エッチングにより、二つの第１の（１１１）面と斜めの二つの第２の（１１１）面とで形成される平行四辺形状の深さ加工を基本として精密加工を行うことができ、圧力発生室１２を高密度に配列することができる。
【００１７】
本実施形態では、各圧力発生室１２の長辺を第１の（１１１）面で、短辺を第２の（１１１）面で形成している。この圧力発生室１２は、流路形成基板１０をほぼ貫通して弾性膜５０に達するまでエッチングすることにより形成されている。ここで、弾性膜５０は、シリコン単結晶基板をエッチングするアルカリ溶液に侵される量がきわめて小さい。また各圧力発生室１２の一端に連通する各インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも幅が狭く形成されており、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。
【００１８】
このような圧力発生室１２等が形成される流路形成基板１０の厚さは、圧力発生室１２を配設する密度に合わせて最適な厚さを選択することが好ましい。例えば、１インチ当たり１８０個（１８０ｄｐｉ）程度に圧力発生室１２を配置する場合には、流路形成基板１０の厚さは、１８０〜２８０μｍ程度、より望ましくは、２２０μｍ程度とするのが好適である。また、例えば、３６０ｄｐｉ程度と比較的高密度に圧力発生室１２を配置する場合には、流路形成基板１０の厚さは、１００μｍ以下とするのが好ましい。これは、隣接する圧力発生室１２間の隔壁１１の剛性を保ちつつ、配列密度を高くできるからである。
【００１９】
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とは反対側で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を介して固着されている。
【００２０】
一方、流路形成基板１０の開口面とは反対側の弾性膜５０の上には、（１００）配向した配向制御層５５が形成されている。この配向制御層５５は、ペロブスカイト又は酸化金属等からなる。ペロブスカイトは、例えば、ＭＯＤ法やゾル−ゲル法によりその前駆体を塗布し、乾燥、焼成することにより形成することができ、酸化シリコンなどのアモルファスの弾性膜５０上に自由成長して（１００）配向の膜として形成される。また、酸化金属は、例えば、スパッタリング法等により形成される。
【００２１】
このような配向制御層５５は、（１００）配向の膜となり、下層の弾性膜５０の表面が平滑であれば、配向の揺らぎが著しく少なく、その上に形成される膜の配向を有効に制御するものとなる。また、特に、表面（上面）側から自由成長するペロブスカイトは、下層の弾性膜５０の表面平滑性の影響を受け難くなるので、その上に形成される膜の配向を制御するものとして、特に好ましい。
【００２２】
ここで、ペロブスカイトとしては、ＫＮｂＯ３、ＢａＳｎＯ３、ＣａＺｒＯ３、ＳｒＣｅＯ３、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＲｕＯ３、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＫＴａＯ３、ＣａＴｉＯ３などを挙げることができるがこれに限定されるものではない。また、この中では、ＢａＴｉＯ３、ＫＮｂＯ３，ＬｉＮｂＯ３は、表面（上面）側から自由成長するので、特に好ましい。
【００２３】
また、酸化金属としては、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を挙げることができる。
【００２４】
このようなペロブスカイト又は酸化金属は、例えば、格子定数が３．８６±０．３Åの範囲にあるのが望ましい。これは、後述するように、この上に形成される下電極との格子整合をし易くするためである。例えば、下電極として用いられる白金の格子定数は３．９２Åであり、イリジウムの格子定数は３．８Åであるので、これらとの格子定数の差が５〜６％の範囲に入り、下電極が容易にエピタキシャル成長して配向制御されることになる。
【００２５】
また、ペロブスカイト又は酸化金属の結晶系は、立方晶系、正方晶系又は単斜晶系であるのが好ましい。これは、この上に形成される下電極の金属が立方晶系の場合に、界面での結晶格子の形状が一致するからである。
【００２６】
なお、このような配向制御層５５の厚さは、例えば、５〜１００ｎｍ程度に形成すればよい。また、本実施形態では、配向制御層５５を弾性膜５０上に直接形成しているが、アモルファスで表面状態を維持できるという条件を満たせば、酸化シリコンからなる弾性膜５０上に他の層を設け、その上に配向制御層５５を形成するようにしてもよい。また、配向制御層５５が表面（上面）側から結晶して下層である弾性膜５０の表面平滑性の影響を大きく受けないものであれば、配向制御層の結晶配向に影響を与えないという条件で他の層を設けてもよい。
【００２７】
このような配向制御層５５の上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１μｍの圧電体膜７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体膜７０、及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子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膜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膜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という。本実施形態では、下電極膜６０は圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子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。何れの場合においても、各圧力発生室毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称する。
【００２８】
なお、このような各圧電素子３００の上電極膜８０には、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極８５がそれぞれ接続されている。このリード電極８５は、各圧電素子３００の長手方向端部近傍から、インク供給路１４に対応する領域までそれぞれ延設されている。そして、このようなリード電極８５は、詳しくは後述するが、駆動ＩＣと電気的に接続される。
【００２９】
ここで、上述した下電極膜６０は、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）などの白金族金属及び金（Ａｕ）からなる群から選択される金属からなり、複数層積層したものであってもよい。なお、積層した場合には、後のプロセスにより、結果的に混合層となってもよい。本実施形態では、配向制御層５５側から順に、Ｐｔ／Ｉｒ／Ｐｔの積層膜とした。また、上述したような白金族金属及び金等ではなく、ＳｒＲｕＯ３、ＬａＮｉＯ３等、圧電体膜７０の配向を（１００）に制御することのできる材料を、下電極膜６０とすることもできる。なお、この場合は下電極膜６０が配向制御機能を兼ね備えるため、配向制御層５５を設けなくてよい。
【００３０】
このような下電極膜６０は、（１００）配向の配向制御層５５により配向制御され、（１００）配向となる。すなわち、特に、上述したように、配向制御層５５の格子定数が下電極膜６０のそれと近いと、下電極膜６０はエピタキシャル成長し、ほぼ完全に配向制御されて（１００）配向となる。
【００３１】
また、白金族金属や金は立方晶系であるので、配向制御層５５を形成するペロブスカイトの結晶系が立方晶系、正方晶系又は単斜晶系である場合には、特にエピタキシャル成長し易い。すなわち、この場合には、界面での結晶の形状が正方形となり一致し、正方形を重ねるようにエピタキシャル成長できるからである。
【００３２】
このような（１００）配向の下電極膜６０上にエピタキシャル成長で形成される圧電体膜７０は、下電極膜６０の面方位の影響を受けて、結晶面方位が（１００）に配向する。なお、下電極膜６０の面方位の影響を受けて配向制御されたものであるので、配向の揺らぎが著しく小さな状態で（１００）に優先配向したものである。
【００３３】
かかる圧電体膜７０は、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）（以下「ＰＺＴ」という）により構成される。この圧電体膜７０は、ペロブスカイト型結晶で（１００）面に優先配向している。Ｘ線回折広角法によって測定したこの圧電体膜７０の（１００）面に由来する回折ピーク位置（２シータ（θ））は、２１．７９〜２１．８８度の範囲内であり、好ましくは２１．８３〜２１．８７度、さらに好ましくは２１．８５度である。圧電体膜７０の（１００）面に由来するＸ線の２θにおける回折ピーク位置が、２１．７９〜２１．８８度の範囲内であると、圧電素子の変位量は大幅に向上する。また、（１００）面に由来するＸ線の２θ回折ピーク位置が２１．７９〜２１．８８度の範囲内であると、（１００）面に優先配向した圧電体膜を構成するＰＺＴは、菱面体晶系（rhombohedral）構造となる。なお、優先配向とは、結晶の配向方向が無秩序ではなく、特定の結晶面がほぼ一定の方向に向いている状態をいう。具体的には、「（１００）面に優先配向する」とは、Ｘ線回折広角法によって圧電体膜を測定した際に生じる（１００）面、（１１０）面及び（１１１）面の回折強度の比率（１００）／（（１００）＋（１１０）＋（１１１））が０．５より大きいことを意味する。
【００３４】
本実施形態においては、圧電体膜７０をＰＺＴとしたが、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、トリウム（Ｔｈ）、ランタノイド元素及びアクチノイド元素からなる群から選択される少なくとも一種を、圧電体膜にさらに含有させてもよい。これらの金属がＰＺＴからなる圧電体膜に含まれると、圧電素子の変位をさらに大きくすることができる。含有させる金属で特に好ましいのは、Ｙである。これらの金属の含有量に特に制限はないが、ＰＺＴに対して１０ａｔ％以下とすることが好ましい。
【００３５】
このような圧電体膜７０は、例えば、ＰＺＴを触媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、更に高温で焼成する、いわゆるゾル−ゲル法を用いて形成される。具体的には、下電極膜６０の結晶面方位と同じ配向で結晶が成長した圧電体膜７０が形成される。勿論、この圧電体膜７０の成膜方法は、特に限定されず、例えば、スパッタ法やＭＯＤ法等で形成してもよい。
【００３６】
何れにしても、圧電体膜７０は（１００）面に優先配向するように設ける。なお、このように薄膜工程で製造された圧電体膜７０の厚さは、一般的に０．２〜５μｍである。
【００３７】
なお本実施形態では、圧電体膜７０をエピタキシャル成長方法により設けるので、その膜を下地の結晶構造及び格子面間隔と類似するように所定の条件で形成することが好ましい。また、下地の表面との間に静電相互作用による反発力のない結晶構造となるように形成することが好ましい。なお、圧電体膜７０を下地の配向に拘束されない自由成長により設けてもよい。
【００３８】
ここで、圧電体膜７０を構成するＰＺＴの鉛量や圧電体膜内の応力を、下電極上に圧電体膜を形成する工程等で調整することにより、圧電体膜を上記所定の回折ピーク位置を有する結晶系とすることができる。また、ＰＺＴのＺｒとＴｉとの比を調整することによっても、圧電体膜を所定の回折ピーク位置を有する結晶系とすることができる。なお、下電極等からの拘束力によっても、ＰＺＴの結晶系は変わりうる。
【００３９】
例えば、図３のＰＺＴの鉛の含有量及びＺｒ／(Ｚｒ＋Ｔｉ)（モル比）と回折ピーク値との関係により示されるように、Ｚｒ／(Ｚｒ＋Ｔｉ)によっても回折ピーク値は変化するが、Ｚｒ／(Ｚｒ＋Ｔｉ)が同じであっても、ＰＺＴ中のＰｂ量が多くなると圧電体膜の（１００）面に由来するＸ線の回折ピーク位置は低角度側になる。したがって、ＰＺＴ中のＰｂ量を調整することにより圧電体膜の結晶系を所望の構造にすることができる。また、図４のＰＺＴの膜内応力及びＺｒ／(Ｚｒ＋Ｔｉ)（モル比）と回折ピーク値との関係に示されるように、Ｚｒ／(Ｚｒ＋Ｔｉ)が同じであっても、圧電体膜内の応力が小さくなると圧電体膜の（１００）面に由来するＸ線の回折ピーク位置は低角度側になるため、圧電体膜内の応力の大きさを変化させることにより圧電体膜の結晶系を所望の構造にすることができる。なお、圧電体膜内の応力とは、エピタキシャル成長により圧電体膜を形成する際に焼成する工程等で、基板が変形することによって生じる引張り応力である。
【００４０】
ここで、圧電体膜７０の誘電率やヤング率は、ＺｒとＴｉとの比に強く依存する。したがって、ＺｒとＴｉとの比を調整することにより、ＰＺＴを所定のＸ線回折ピーク位置を有する結晶系とした場合、圧電体膜７０の誘電率やヤング率もほぼ規定されてしまい、誘電率やヤング率を制御し難い。しかしながら、本発明にかかる圧電素子を構成する圧電体膜は、同じ結晶系でもヤング率や誘電率を自在に設計できる。また、ＺｒとＴｉとの比を変えることなく所望の結晶系とすることができる。
【００４１】
具体的には、組成を過剰鉛が１．０５でＺｒ／Ｔｉ＝５５／４５（Ｐｂ１．０５（Ｚｒ０．５５Ｔｉ０．４５）Ｏ３としたＰＺＴからなる圧電体膜をＳｒＲｕＯ３からなる下電極上にエピタキシャル成長により（１００）配向するように形成すると、膜内応力が引張りで５０〜１５０ＭＰａのとき、（１００）のＸ線回折ピーク位置（２シータ（θ））は２１．８８〜２１．７９度の範囲になる。この回折ピーク位置では、（１００）面間距離は４．０５±０．０３となり、結晶系はＭＰＢ（相境界または誘電率の最大域）に近いロンボヘドラルになる。なお、ＰＺＴの格子間隔は下電極より数％大きく、この格子間隔のミスフィットにより、下電極の格子歪みによる拘束力が生じる。
【００４２】
また、組成を過剰鉛が１．１０でＺｒ／Ｔｉ＝５０／５０（Ｐｂ１．１０（Ｚｒ０．５０Ｔｉ０．５０）Ｏ３としたＰＺＴからなる圧電体膜を下電極上に自由成長により（１００）配向するように形成すると、膜内応力が引張りで１００〜２００ＭＰａのとき、（１００）の回折ピーク位置（２シータ（θ））は２１．８８〜２１．７９度の範囲になる。この回折ピーク位置では、（１００）面間距離は４．０５±０．０３である。
【００４３】
さらに、上記の各ＰＺＴに、Ｙ、Ｔｈ又はＳｃをそれぞれ０．５ａｔ％添加し、同様にして圧電体膜を形成すると、それぞれ最大歪みは２０％程度増加し、圧電素子の変位が増す。
【００４４】
このように、圧電体膜７０を（１００）のＸ線回折ピーク位置（２シータ（θ））が２１．８８〜２１．７９度の範囲となるようにすると、圧電素子の変位が大きくなり、また、Ｙ、Ｔｈ、Ｓｃ等の金属を圧電体膜７０に添加すると、変位がさらに大きくなる。
【００４５】
なお、上記回折Ｘ線の波長λは、λ＝１．５４０５Åとなっている。
【００４６】
このような流路形成基板１０の圧電素子３００側には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を確保した圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が接合され、圧電素子３００はこの圧電素子保持部３１内に形成されている。
【００４７】
また、保護基板３０には、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ９０の少なくとも一部を構成するリザーバ部３２が設けられ、このリザーバ部３２は、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９０を構成している。
【００４８】
さらに、保護基板３０の圧電素子保持部３１とリザーバ部３２との間、すなわちインク供給路１４に対応する領域には、この保護基板３０を厚さ方向に貫通する接続孔３３が設けられている。また、保護基板３０の圧電素子保持部３１側とは反対側の表面には、各圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ３４が実装されている。そして、各圧電素子３００から引き出されたリード電極８５は、この接続孔３３まで延設されており、例えば、ワイヤボンディング等により駆動ＩＣ３４と接続される。
【００４９】
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（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなる。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ９０に対向する領域には、厚さ方向に完全に除去された開口部４３が形成され、リザーバ９０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。
【００５０】
なお、このような液体噴射ヘッドは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ９０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ＩＣ３４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、下電極膜６０及び圧電体膜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。
【００５１】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の構成は上述したものに限定されるものではない。
【００５２】
また、このような本発明の液体噴射ヘッドは、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、液体噴射装置に搭載される。図５は、その液体噴射装置の一例を示す概略図である。
【００５３】
図５に示すように、液体噴射ヘッド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。
【００５４】
そして、駆動モータ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上に搬送されるようになっている。
【００５５】
ここで、上述した実施形態においては、本発明の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説明したが、液体噴射ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。本発明は、広く液体噴射ヘッドの全般を対象としたものであり、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）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にも適用することができる。
【００５６】
勿論、このような液体噴射ヘッドを搭載した液体噴射装置も特に限定されるものではない。
【００５７】
さらに、本発明は、このような液体噴射ヘッドに圧力発生手段として搭載されるアクチュエータ装置を構成する圧電素子だけでなく、あらゆる装置に搭載されるアクチュエータ装置を構成する圧電素子に適用することができる。例えば、上述したヘッドの他に、センサー等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの平面図及び断面図である。
【図３】ＰＺＴの鉛の含有量及びＺｒ／(Ｚｒ＋Ｔｉ)と回折ピーク値の関係を示す図
【図４】ＰＺＴの膜内応力及びＺｒ／(Ｚｒ＋Ｔｉ)と回折ピーク値との関係を示す図
【図５】本発明の実施形態に係るインクジェット式記録装置の概略斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０  流路形成基板、  １２  圧力発生室、  １３  連通部、  １４  インク供給路、
２０  ノズルプレート、  ２１  ノズル開口、  ３０  保護基板  ３１  圧電素子保持部、  ３２  リザーバ部、  ３３  接続孔、  ４０  コンプライアンス基板、  ５０  弾性膜、  ５５  配向制御層、  ６０  下電極膜、  ７０  圧電体膜、  ８０  上電極膜、  ９０  リザーバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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