(57)【要約】【課題】  緻密な膜を形成することができ、優れた保存安定性を有する強誘電体薄膜形成用組成物及び強誘電体薄膜並びに液体噴射ヘッドを提供する。【解決手段】  強誘電体薄膜を構成する材料となる金属を含むコロイド溶液を少なくとも含有し、コロイド平均粒子直径が１〜１００ｎｍであると共に２つ以上のピークを有する粒子径分布が得られる強誘電体薄膜形成用組成物、及びこの強誘電体薄膜形成用組成物により形成される強誘電体薄膜、並びにこの強誘電体薄膜を有する圧電素子を備えた液体噴射ヘッドとする。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
強誘電体薄膜を構成する材料となる金属を含むコロイド溶液を少なくとも含有し、コロイド平均粒子直径が１〜１００ｎｍであると共に２つ以上のピークを有する粒子径分布が得られることを特徴とする強誘電体薄膜形成用組成物。
【請求項２】
請求項１において、前記コロイド平均粒子直径が１〜３０ｎｍであることを特徴とする強誘電体薄膜形成用組成物。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記強誘電体薄膜を構成する材料となる金属の少なくとも１種を核とする錯体を含むコロイド溶液を含有することを特徴とする強誘電体薄膜形成用組成物。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記強誘電体薄膜を構成する材料となる金属の少なくとも１種を核とする錯体が２種類以上集合したクラスター錯体を含むコロイド溶液を含有することを特徴とする強誘電体薄膜形成用組成物。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記強誘電体薄膜を構成する材料となる金属の少なくとも１種を核とする錯体が凝集したコロイド凝集物を含むコロイド溶液を含有することを特徴とする強誘電体薄膜形成用組成物。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかにおいて、前記強誘電体薄膜を構成する材料となる金属が、Ｐｂ、Ｚｒ及びＴｉを少なくとも含むことを特徴とする強誘電体薄膜形成用組成物。
【請求項７】
請求項６において、前記強誘電体薄膜を構成する材料となる金属は、Ｐｂ、Ｚｒ及びＴｉであり、前記コロイド溶液は、酢酸鉛からなるコロイド粒子、水分子により安定化された酢酸鉛とジルコニウムアセチルアセトナートとからなるコロイド粒子、及びアミン類でキレート安定化されたチタニウムアルコキシド類と酢酸鉛とからなるコロイド粒子のそれぞれを含有するものであることを特徴とする強誘電体薄膜形成用組成物。
【請求項８】
請求項７において、酢酸鉛からなるコロイド粒子のコロイド平均粒子径が１〜６ｎｍであり、水分子により安定化された酢酸鉛とジルコニウムアセチルアセトナートとからなるコロイド粒子のコロイド平均粒子径が１〜１０ｎｍであり、アミン類でキレート安定化されたチタニウムアルコキシド類と酢酸鉛とからなるコロイド粒子のコロイド平均粒子径が３〜５０ｎｍであることを特徴とする強誘電体薄膜形成用組成物。
【請求項９】
請求項７又は８において、酢酸鉛からなるコロイド粒子、水分子により安定化された酢酸鉛とジルコニウムアセチルアセトナートとからなるコロイド粒子、アミン類でキレート安定化されたチタニウムアルコキシド類と酢酸鉛とからなるコロイド粒子の順番で、コロイド平均粒子径が大きいことを特徴とする強誘電体薄膜形成用組成物。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れかの強誘電体薄膜形成用組成物により形成されたものであることを特徴とする強誘電体薄膜。
【請求項１１】
請求項１０の強誘電体薄膜を有する圧電素子を、液体を噴射させるための圧電アクチュエータとして備えていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強誘電体薄膜を形成するのに用いられる強誘電体薄膜形成用組成物及び強誘電体薄膜並びに液体噴射ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等に代表される結晶を含む強誘電体薄膜は、自発分極、高誘電率、電気光学効果、圧電効果、焦電効果等を有しているため、圧電素子等の広範なデバイス開発に応用されている。また、このような強誘電体薄膜の成膜方法としては、例えば、ＭＯＤ法、ゾル−ゲル法、ＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）法、スパッタリング法等が知られている（例えば、特許文献１参照）。例えば、強誘電体薄膜は、強誘電体薄膜形成用組成物（コロイド溶液）を被対象物上に塗布した後、これを乾燥して焼成することにより成膜される。
【０００３】
ここで、強誘電体薄膜は、一般的には、緻密な膜であることが好ましく、近年、このような緻密な膜に対する要望が次第に高まっている。また、強誘電体薄膜を形成するのに用いられる強誘電体薄膜形成用組成物は、比較的保存安定性が悪い傾向にある。なお、強誘電体薄膜は、上述したように圧電素子等に用いられるが、膜質が悪い場合には、強誘電体薄膜を有する圧電素子の圧電特性が変動してしまう。さらに、圧電素子を圧電アクチュエータとして備えた液体噴射ヘッドにおいては、このような圧電素子の圧電特性の変動が、液体吐出特性のばらつきの原因となってしまう虞もある。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１１９０２２号公報（［従来の技術］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑み、緻密な膜を形成することができ、優れた保存安定性を有する強誘電体薄膜形成用組成物及び強誘電体薄膜並びに液体噴射ヘッド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】
【０００６】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、強誘電体薄膜を構成する材料となる金属を含むコロイド溶液を少なくとも含有し、コロイド平均粒子直径が１〜１００ｎｍであると共に２つ以上のピークを有する粒子径分布が得られることを特徴とする強誘電体薄膜形成用組成物にある。
かかる第１の態様では、緻密な膜を形成することができ、優れた保存安定性を有する強誘電体薄膜形成用組成物を実現することができる。
【０００７】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記コロイド平均粒子直径が１〜３０ｎｍであることを特徴とする強誘電体薄膜形成用組成物にある。
かかる第２の態様では、緻密な膜をより確実に形成することができ、さらに優れた保存安定性を有する強誘電体薄膜形成用組成物を実現することができる。
【０００８】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記強誘電体薄膜を構成する材料となる金属の少なくとも１種を核とする錯体を含むコロイド溶液を含有することを特徴とする強誘電体薄膜形成用組成物にある。
かかる第３の態様では、粒子径分布で少なくとも１つのピークを示す錯体を含有した強誘電体薄膜形成用組成物により、緻密な膜を形成することができ、優れた保存安定性を実現することができる。
【０００９】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記強誘電体薄膜を構成する材料となる金属の少なくとも１種を核とする錯体が２種類以上集合したクラスター錯体を含むコロイド溶液を含有することを特徴とする強誘電体薄膜形成用組成物にある。
かかる第４の態様では、粒子径分布で少なくとも１つのピークを示すクラスター錯体を含有した強誘電体薄膜形成用組成物により、緻密な膜を形成することができ、優れた保存安定性を実現することができる。
【００１０】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記強誘電体薄膜を構成する材料となる金属の少なくとも１種を核とする錯体が凝集したコロイド凝集物を含むコロイド溶液を含有することを特徴とする強誘電体薄膜形成用組成物にある。
かかる第５の態様では、粒子径分布で少なくとも１つのピークを示すコロイド凝集物を含有した強誘電体薄膜形成用組成物により、緻密な膜を形成することができ、優れた保存安定性を実現することができる。
【００１１】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記強誘電体薄膜を構成する材料となる金属が、Ｐｂ、Ｚｒ及びＴｉを少なくとも含むことを特徴とする強誘電体薄膜形成用組成物にある。
かかる第６の態様では、膜質が緻密なＰＺＴ膜を形成することができ、優れた保存安定性を有する強誘電体薄膜形成用組成物を実現することができる。
【００１２】
本発明の第７の態様は、第６の態様において、前記強誘電体薄膜を構成する材料となる金属は、Ｐｂ、Ｚｒ及びＴｉであり、前記コロイド溶液は、酢酸鉛からなるコロイド粒子、水分子により安定化された酢酸鉛とジルコニウムアセチルアセトナートとからなるコロイド粒子、及びアミン類でキレート安定化されたチタニウムアルコキシド類と酢酸鉛とからなるコロイド粒子のそれぞれを含有するものであることを特徴とする強誘電体薄膜形成用組成物にある。
かかる第７の態様では、所定の化合物からなるコロイド粒子を含有した強誘電体薄膜形成用組成物によって膜質が緻密なＰＺＴ膜を形成することができ、しかも優れた保存安定性を有する強誘電体薄膜形成用組成物を実現することができる。
【００１３】
本発明の第８の態様は、第７の態様において、酢酸鉛からなるコロイド粒子のコロイド平均粒子径が１〜６ｎｍであり、水分子により安定化された酢酸鉛とジルコニウムアセチルアセトナートとからなるコロイド粒子のコロイド平均粒子径が１〜１０ｎｍであり、アミン類でキレート安定化されたチタニウムアルコキシド類と酢酸鉛とからなるコロイド粒子のコロイド平均粒子径が３〜５０ｎｍであることを特徴とする強誘電体薄膜形成用組成物にある。
かかる第８の態様では、所定の化合物からなり且つ所定のコロイド平均粒子径であるコロイド粒子を含有した強誘電体薄膜形成用組成物によって膜質が緻密なＰＺＴ膜を形成することができ、しかも優れた保存安定性を有する強誘電体薄膜形成用組成物を実現することができる。
【００１４】
本発明の第９の態様は、第７又は８の態様において、酢酸鉛からなるコロイド粒子、水分子により安定化された酢酸鉛とジルコニウムアセチルアセトナートとからなるコロイド粒子、アミン類でキレート安定化されたチタニウムアルコキシド類と酢酸鉛とからなるコロイド粒子の順番で、コロイド平均粒子径が大きいことを特徴とする強誘電体薄膜形成用組成物にある。
かかる第９の態様では、所定の化合物からなり且つ所定のコロイド平均粒子径であるコロイド粒子を含有した強誘電体薄膜形成用組成物によって膜質が緻密なＰＺＴ膜を形成することができ、しかも優れた保存安定性を有する強誘電体薄膜形成用組成物を実現することができる。
【００１５】
本発明の第１０の態様は、第１〜９の何れかの態様の強誘電体薄膜形成用組成物により形成されたものであることを特徴とする強誘電体薄膜にある。
かかる第１０の態様では、安定した圧電特性を有する強誘電体薄膜を実現することができる。
【００１６】
本発明の第１１の態様は、第１０の態様の強誘電体薄膜を有する圧電素子を、液体を噴射させるための圧電アクチュエータとして備えていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第１１の態様では、安定した液体吐出特性を有し且つ高い信頼性を有する液体噴射ヘッドを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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）
本発明の強誘電体薄膜形成用組成物は、強誘電体薄膜を形成するのに用いられるコロイド溶液（ゾル）であり、具体的には、強誘電体薄膜を構成する材料となる金属材料（例えば、有機金属化合物等）を含有するコロイド溶液からなり、このコロイド溶液のコロイド平均粒子直径が１〜１００ｎｍであると共に２つ以上のピークを有する粒子径分布が得られる特性を有するものである。
【００１８】
ここで、本発明の強誘電体薄膜形成用組成物は、強誘電体薄膜を構成する材料となる金属の少なくとも１種を核とする錯体、この錯体が２種類以上集合したクラスター錯体、又はこれらの錯体が凝集したコロイド凝集物を含むコロイド溶液を含有している。なお、錯体としては、強誘電体薄膜を構成する材料となる金属を核とし、これに、例えば、アルコール類、酢酸、アセチルアセトナート、水（ＯＨ）、アミン類等に起因する配位子が結合したものが挙げられる。
【００１９】
このような強誘電体薄膜形成用組成物は、具体的には、動的光散乱法によるコロイド平均粒子直径が１〜１００ｎｍ、好ましくは、１〜３０ｎｍであり、且つこのようなコロイド粒子に起因する２つ以上のピークを有する粒子径分布が得られるコロイド溶液を含有している。そして、このような強誘電体薄膜形成用組成物を被対象物上に塗布し、乾燥、焼成することで、膜質が緻密な強誘電体薄膜を形成することができる。また、この強誘電体薄膜形成用組成物は、優れた保存安定性を発揮する。
【００２０】
例えば、強誘電体薄膜形成用組成物に含まれる金属がＰｂ、Ｚｒ及びＴｉである場合、すなわち、ＰＺＴ薄膜形成用組成物のコロイド溶液においては、各種のコロイド粒子、具体的には、Ｐｂを単独で含むコロイド粒子（例えば、酢酸鉛からなるコロイド粒子）、ＰｂとＺｒとを含むコロイド粒子（例えば、水分子により安定化された酢酸鉛とジルコニウムアセチルアセトナートとからなるコロイド粒子）、及びＰｂとＴｉとを含むコロイド粒子（例えば、アミン類でキレート安定化されたチタニウムアルコキシド類と酢酸鉛とからなるコロイド粒子）のそれぞれを含有している。
【００２１】
そして、Ｐｂを単独で含むコロイド粒子、ＰｂとＺｒとを含むコロイド粒子、及びＰｂとＴｉとを含むコロイド粒子を含有した強誘電体薄膜形成用組成物（コロイド溶液）においては、優れた保存安定性を発揮するものとなる。また、このＰＺＴ薄膜形成用組成物でＰＺＴ薄膜を形成することにより、膜質が緻密なＰＺＴ薄膜を形成することができる。
【００２２】
さらに、このようなＰＺＴ薄膜形成用組成物においては、溶液に含まれる各種のコロイド粒子のコロイド平均粒子径を所定の範囲とすることで、膜質が緻密なＰＺＴ薄膜をより確実に形成できて、ＰＺＴ薄膜形成用組成物の保存安定性をさらに高めることができる。
【００２３】
例えば、酢酸鉛からなるコロイド粒子のコロイド平均粒子径は、１〜６ｎｍであるのが好ましく、水分子により安定化された酢酸鉛とジルコニウムアセチルアセトナートとからなるコロイド粒子のコロイド平均粒子径は、１〜１０ｎｍであるのが好ましく、アミン類でキレート安定化されたチタニウムアルコキシド類と酢酸鉛とからなるコロイド粒子のコロイド平均粒子径は３〜５０ｎｍであるのが好ましい。
【００２４】
特に、これらＰＺＴ薄膜形成用組成物に含まれる各コロイド粒子においては、上述した酢酸鉛からなるコロイド粒子、水分子により安定化された酢酸鉛とジルコニウムアセチルアセトナートとからなるコロイド粒子、アミン類でキレート安定化されたチタニウムアルコキシド類と酢酸鉛とからなるコロイド粒子の順番で、コロイド平均粒子径が大きく、このようなコロイド粒子を含有することにより、ＰＺＴ薄膜をより確実に形成できて、しかもＰＺＴ薄膜形成用組成物の保存安定性を高めることができる。
【００２５】
ここで、強誘電体薄膜としてＰＺＴ薄膜を構成する金属材料、具体的には、Ｐｂ、Ｚｒ及びＴｉを含有する有機金属化合物（酢酸鉛３水和物（Ｐｂ（ＣＨ３ＣＯＯ）２・３Ｈ２Ｏ）、ジルコニウムアセチルアセトナート（Ｚｒ（ＣＨ３ＣＯＣＨＣＯＣＨ３）４）、チタニウムテトライソプロポキシド（Ｔｉ（（ＣＨ３）２ＣＨＯ）４））をそれぞれ単独に分散させて得られる各コロイド溶液（Ｐｂ；サンプル１、Ｚｒ；サンプル２、Ｔｉ；サンプル３）と、Ｐｂ、Ｚｒ及びＴｉを含有する各有機金属化合物を同時に分散させて得られるコロイド溶液（サンプル４）とを用意した。
【００２６】
そして、これら各サンプル１〜４のコロイド溶液について、光子相関分光計（ＰＣＳ：Ｐｈｏｔｏｎ  Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）「ＭＡＬＶＥＲＮ社製ゼータサイザーナノ」を用い、横軸が動的光散乱法により求められる散乱強度基準での粒子径（ｎｍ）、縦軸が強度（％）であるコロイド粒子径分布を求めた。その結果を図１に示す。また、ここでは、サンプル４と同一組成のコロイド溶液から金属成分としてＰｂを除いたコロイド溶液（サンプル５）、Ｚｒを除いたコロイド溶液（サンプル６）、Ｔｉを除いたコロイド溶液（サンプル７）をそれぞれ用意し、これら各サンプル５〜７についても、上記サンプル１〜４と同様の条件で粒子径及びコロイド粒子径分布を求めた。その結果を図２に示す。
【００２７】
図１に示すコロイド粒子径分布には、Ｐｂが単独で分散したサンプル１のコロイド溶液に含まれるコロイド粒子を示すピークが約３ｎｍ付近に存在し、Ｚｒが単独で分散したサンプル２のコロイド溶液に含まれるコロイド粒子を示すピークが約２ｎｍ付近に存在し、Ｔｉが単独で分散したサンプル３のコロイド溶液に含まれるコロイド粒子を示すピークが約２ｎｍ付近に存在していることが分かった。これに対し、サンプル４のコロイド溶液は、強度約５％のピークが約３ｎｍ付近に存在し、さらに、コロイド粒子の強度約１０％のピークが約１０ｎｍ付近に存在し、全体で２つのピーク、具体的には、小粒径のコロイド粒子と中粒径のコロイド粒子とを示す２つのピークが存在していた。
【００２８】
また、図２に示すコロイド粒子径分布においては、ＺｒとＴｉとを含有するサンプル５のコロイド溶液が、約２ｎｍ付近に１つのピークが存在していた。また、ＰｂとＴｉとを含有するサンプル６については、約１０〜２０ｎｍ付近に１つのピークが存在していた。さらに、ＰｂとＺｒとを含有するサンプル７については、約３ｎｍ付近に１つのピークが存在していた。
【００２９】
そして、上述した図１のコロイド粒子径分布と、図２のコロイド粒子径分布とを比較すると、サンプル４のコロイド溶液（ＰＺＴ薄膜形成用組成物）の小粒径を示すピークと、サンプル１のコロイド溶液のピークと、サンプル７のコロイド溶液のピークとが相互に近い位置で存在し、また、サンプル４の中粒径（約１０ｎｍ付近に存在するピークに相当するコロイド粒子）と、サンプル６のコロイド溶液のピークとが相互に近い位置で存在していることが分かった。これらのことから、Ｐｂ及びＺｒ、Ｐｂ及びＴｉの各金属の組み合わせにおいては、金属同士の相互作用が強く、Ｚｒ及びＴｉの各金属の組み合わせにおいては、金属同士の相互作用が殆どないことが分かった。
【００３０】
以上の結果より、ＰＺＴ薄膜形成用組成物（サンプル４）における小粒径（２〜４ｎｍ）のコロイド粒子は、酢酸鉛からなるコロイド粒子、水分子により安定化された酢酸鉛とジルコニウムアセチルアセトナートとからなるコロイド粒子の少なくとも一方となり、中粒子（９〜２０ｎｍ）のコロイド粒子は、アミン類でキレート安定化されたチタニウムアルコキシド類と酢酸鉛とからなるコロイド粒子となる。すなわち、サンプル４のＰＺＴ薄膜形成用組成物は、主に、小粒径のコロイド粒子と中粒径のコロイド粒子とによって構成され、コロイド粒子分布に示されている２つのピークは、小粒径のコロイド粒子及び中粒径のコロイド粒子を示したものとなる。
【００３１】
そして、このようなサンプル４のコロイド溶液からなるＰＺＴ薄膜形成用組成物により得られたＰＺＴ薄膜は、緻密な膜質となっていた。また、このＰＺＴ薄膜形成用組成物は、常温下で約２ヶ月（低温下での保存の場合には２ヶ月以上）の長期保存が可能であった。
【００３２】
したがって、本発明では、コロイド平均粒子直径を１〜１００ｎｍの範囲内とし且つコロイド粒子径分布において２つのピークが得られるように製造されたコロイド溶液により、膜質が緻密な強誘電体薄膜を成膜することができ、優れた保存安定性を有する強誘電体薄膜形成用組成物を実現することができる。
【００３３】
ここで、上述した強誘電体薄膜形成用組成物により形成される強誘電体薄膜は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性材料（圧電性材料）やこれにニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等の結晶を含むものである。その組成としては、例えば、ＰｂＴｉＯ３（ＰＴ）、ＰｂＺｒＯ３（ＰＺ）、Ｐｂ（ＺｒｘＴｉ１−ｘ）Ｏ３（ＰＺＴ）、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＭＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＺＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＮＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｉｎ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＩＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ１／２Ｔａ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＳＴ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＳＮ−ＰＴ）、ＢｉＳｃＯ３−ＰｂＴｉＯ３（ＢＳ−ＰＴ）、ＢｉＹｂＯ３−ＰｂＴｉＯ３（ＢＹ−ＰＴ）等が挙げられる。
【００３４】
このような本発明の強誘電体薄膜は、上述したように、コロイド平均粒子直径が１〜１００ｎｍであり且つこのようなコロイド粒子に起因する２つ以上のピークを有する粒子径分布が得られるコロイド溶液を含有する強誘電体薄膜形成用組成物により形成され、その膜質が緻密であるため、安定した圧電特性を発揮することができる。
【００３５】
なお、以上説明した本発明に係る強誘電体薄膜形成用組成物及びこの強誘電体薄膜形成用組成物を用いて成膜された強誘電体薄膜は、広範なデバイス開発に応用することができ、その用途等は特に限定されないが、例えば、マイクロアクチュエータ、フィルタ、遅延線、リードセレクタ、音叉発振子、音叉時計、トランシーバ、圧電ピックアップ、圧電イヤホン、圧電マイクロフォン、ＳＡＷフィルタ、ＲＦモジュレータ、共振子、遅延素子、マルチストリップカプラ、圧電加速度計、圧電スピーカ等に応用することができる。
【００３６】
（実施形態２）
以下、図３及び図４を参照して、本発明を圧電アクチュエータに適用した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について詳細に説明する。図３は、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を示す分解斜視図であり、図４は、図３の平面図及びＡ−Ａ’断面図である。図３及び図４に示すように、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、その一方面には予め熱酸化により形成した酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる、厚さ０．５〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。
【００３７】
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が複数並設されている。また、圧力発生室１２の並設方向（幅方向）とは直交する方向（長手方向）の一方の端部の外側には、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。
【００３８】
また、流路形成基板１０の開口面側には、圧力発生室１２を形成する際のマスク膜５１が設けられており、このマスク膜５１上には、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を介して固着されている。
【００３９】
一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側の弾性膜５０の上には、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成され、この絶縁体膜５５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の強誘電体薄膜（圧電体層）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、本実施形態の強誘電体薄膜７０は、動的光散乱法によるコロイド平均粒子直径が１〜１００ｎｍであり且つこのようなコロイド粒子に起因する２つ以上のピークを有する粒子径分布が得られるコロイド溶液を含有する強誘電体薄膜形成用組成物により形成されている。
【００４０】
なお、圧電素子３００とは、下電極膜６０、強誘電体薄膜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、他方の電極及び強誘電体薄膜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強誘電体薄膜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を圧電素子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１２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。なお、本実施形態では、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。
【００４１】
さらに、流路形成基板１０の圧電素子３００側には、圧電素子３００に対向する領域にその運動を阻害しない程度の空間を確保可能な圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が接着剤を介して接合されている。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ため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。なお、圧電素子保持部３１は、空間が密封されていてもよいし密封されていなくてもよい。
【００４２】
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１００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１００を構成している。また、保護基板３０の圧電素子保持部３１とリザーバ部３２との間の領域には、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、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０は、その端部近傍が貫通孔３３内で露出されている。
【００４３】
さらに、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。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料で形成される。この固定板４２のリザーバ１００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。
【００４４】
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、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ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、図示しない駆動ＩＣからの駆動信号に従い、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との間に駆動電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜６０及び強誘電体薄膜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。
【００４５】
以上説明した本実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、強誘電体薄膜７０が、動的光散乱法によるコロイド平均粒子直径が１〜１００ｎｍであり且つこのようなコロイド粒子に起因する２つ以上のピークを有する粒子径分布が得られるという特性を有する強誘電体薄膜形成用組成物によって形成されているので、強誘電体薄膜７０の膜質が緻密となる。したがって、ヘッドのインク吐出特性が安定し、ヘッドの信頼性を高めることができる。
【００４６】
なお、本実施形態では、液体噴射ヘッドとしてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドを一例として説明したが、これに限定されず、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、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を挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】コロイド粒子径分布を示すグラフである。
【図２】コロイド粒子径分布を示すグラフである。
【図３】本発明の実施形態２に係る記録ヘッドの概略を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る記録ヘッドの平面図及びＡ−Ａ’断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  流路形成基板、１２  圧力発生室、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、４０  コンプライアンス基板、６０  下電極膜、７０  強誘電体薄膜（圧電体層）、８０  上電極膜、９０  リード電極、１００  リザーバ、３００  圧電素子
【図１】
2006111516.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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