(57)【要約】【課題】圧電体膜の結晶格子に配置される鉛原子の状態を評価する方法を提供すること。【解決手段】鉛原子、ジルコニウム原子、及びチタン原子を含むペロブスカイト型酸化物からなる圧電体膜２２の評価方法であって、圧電体膜２２にＸ線を照射し、前記鉛原子のＬ３吸収端におけるＥＸＡＦＳスペクトルを取得する工程（ステップＳ１）と、ＥＸＡＦＳスペクトルをフーリエ変換し動径分布関数を取得する工程（ステップＳ２）と、動径分布関数から、第１距離Ｒ１が１．４±０．２Åである第１ピークの強度Ｐ１と、第２距離Ｒ２が２．０±０．２Åである第２ピークの強度Ｐ２と、第３距離Ｒ３が２．６±０．２Åである第３ピークの強度Ｐ３とを取得し、第１ピークの強度Ｐ１を第２ピークの強度Ｐ２で除した値、及び第１ピークの強度Ｐ１を第３ピークの強度Ｐ３で除した値から圧電体膜２２の膜質を評価する工程（ステップＳ３）と、を有することを特徴とする。【選択図】図４
2018085403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛原子、ジルコニウム原子、及びチタン原子を含むペロブスカイト型酸化物で構成される圧電体膜の評価方法であって、
前記圧電体膜にＸ線を照射し、前記鉛原子のＬ３吸収端における広域Ｘ線吸収微細構造（ＥＸＡＦＳ）スペクトルを取得する工程と、
前記広域Ｘ線吸収微細構造（ＥＸＡＦＳ）スペクトルをフーリエ変換し、動径分布関数を取得する工程と、
前記動径分布関数から、前記鉛原子からの距離が１．４±０．２Åである第１ピークの強度と、前記鉛原子からの距離が２．０±０．２Åである第２ピークの強度と、前記鉛原子からの距離が２．６±０．２Åである第３ピークの強度とを取得し、前記第１ピークの強度を前記第２ピークの強度で除した値、及び前記第１ピークの強度を前記第３ピークの強度で除した値から前記圧電体膜の膜質を評価する工程と、
を有することを特徴とする圧電体膜の評価方法。
【請求項２】
鉛原子、ジルコニウム原子、及びチタン原子を含むペロブスカイト型酸化物で構成される圧電体膜を有する圧電素子であって、
前記圧電体膜の前記鉛原子のＬ３吸収端における広域Ｘ線吸収微細構造（ＥＸＡＦＳ）スペクトルをフーリエ変換して得られる動径分布関数は、前記鉛原子からの距離が１．４±０．２Åである第１ピークと、前記鉛原子からの距離が２．０±０．２Åである第２ピークと、前記鉛原子からの距離が２．６±０．２Åである第３ピークとを有し、
前記第１ピークの強度を前記第２ピークの強度で除した値をＡとし、前記第１ピークの強度を前記第３ピークの強度で除した値をＢとした場合、
前記圧電体膜は、前記Ａが０．３５〜０．７５の範囲にあること、及び前記Ｂが０．３５〜０．７５の範囲にあることのうち、少なくとも一方を満足することを特徴とする圧電素子。
【請求項３】
ノズル開口と、前記ノズル開口に連通された圧力発生室と、圧電素子とを備え、前記圧電素子の作動により前記ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドであって、
前記圧電素子は、鉛原子、ジルコニウム原子、及びチタン原子を含むペロブスカイト型酸化物で構成される圧電体膜を有し、
前記圧電体膜の前記鉛原子のＬ３吸収端における広域Ｘ線吸収微細構造（ＥＸＡＦＳ）スペクトルをフーリエ変換して得られる動径分布関数は、前記鉛原子からの距離が１．４±０．２Åである第１ピークと、前記鉛原子からの距離が２．０±０．２Åである第２ピークと、前記鉛原子からの距離が２．６±０．２Åである第３ピークとを有し、
前記第１ピークの強度を前記第２ピークの強度で除した値をＡとし、前記第１ピークの強度を前記第３ピークの強度で除した値をＢとした場合、
前記圧電体膜は、前記Ａが０．３５〜０．７５の範囲にあること、及び前記Ｂが０．３５〜０．７５の範囲にあることのうち、少なくとも一方を満足することを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項３に記載の液体噴射ヘッドを有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、圧電体膜の評価方法、当該評価方法によって最適化された圧電体膜を有する圧電素子、当該圧電素子を有する液体噴射ヘッド、及び当該液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般式ＡＢＯ3で示されるペロブスカイト型酸化物の中で、Ａサイトに鉛原子、Ｂサイトにジルコニウム原子及びチタン原子が配置されたチタン酸ジルコン酸鉛は、優れた圧電特性を有するため、インクジェット式記録装置（液体噴射装置）の液体噴射ヘッドの圧電体膜に使用されている（例えば、特許文献１）。
特許文献１に記載の液体噴射装置では、圧電体膜がゾル・ゲル法によって形成されている。詳しくは、圧電体膜は、圧電体膜の前駆体であるゲル膜を焼成して形成されている。ところが、ゲル膜を焼成する際に鉛原子が蒸発し、圧電体膜の圧電特性が劣化するので、圧電体膜に鉛原子を過剰に含有させ、圧電素子に印加される電界強度に応じて、最適な鉛原子の過剰比（過剰に含有させる鉛原子の量）が設定されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２２３４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
圧電体膜に鉛原子を過剰に含有させ、圧電素子に印加される電界強度に応じて最適な鉛原子の過剰比を設定する場合であっても、結晶格子に配置される鉛原子の状態によっては、圧電体膜の性能が変化するおそれがある。例えば、圧電体膜がＡサイトに鉛原子が配置されない部分（結晶欠陥）を有すると、当該結晶欠陥によって圧電体膜のリーク電流が増加し、圧電体膜の耐圧が低下するおそれがある。例えば、圧電体膜に過剰に含有される鉛原子が、Ａサイトに加えてＢサイトに配置されると、圧電体膜の圧電特性が劣化するおそれがある。
【０００５】
このため、圧電体膜の膜質を適正に最適化するためには、圧電素子に印加される電界強度に応じて最適な鉛原子の過剰比を設定することに加えて、圧電体膜の結晶格子に配置される鉛原子の状態を把握（評価）する必要がある。ところが、圧電体膜の結晶格子に配置される鉛原子の状態を適正に評価する方法が無く、圧電体膜の膜質を適正に最適化することが難しいという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係る圧電体膜の評価方法は、鉛原子、ジルコニウム原子、及びチタン原子を含むペロブスカイト型酸化物で構成される圧電体膜の評価方法であって、前記圧電体膜にＸ線を照射し、前記鉛原子のＬ３吸収端における広域Ｘ線吸収微細構造（ＥＸＡＦＳ）スペクトルを取得する工程と、前記広域Ｘ線吸収微細構造（ＥＸＡＦＳ）スペクトルをフーリエ変換し、動径分布関数を取得する工程と、前記動径分布関数から、前記鉛原子からの距離が１．４±０．２Åである第１ピークの強度と、前記鉛原子からの距離が２．０±０．２Åである第２ピークの強度と、前記鉛原子からの距離が２．６±０．２Åである第３ピークの強度とを取得し、前記第１ピークの強度を前記第２ピークの強度で除した値、及び前記第１ピークの強度を前記第３ピークの強度で除した値から前記圧電体膜の膜質を評価する工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
鉛原子のＬ３吸収端における広域Ｘ線吸収微細構造（ＥＸＡＦＳ）スペクトルをフーリエ変換して取得される動径分布関数は、鉛原子からの距離が１．４±０．２Åである第１ピークと、鉛原子からの距離が２．０±０．２Åである第２ピークと、鉛原子からの距離が２．６±０．２Åである第３ピークとを有する。
【０００９】
鉛原子からの距離が２．０±０．２Åである第２ピーク、及び鉛原子からの距離が２．６±０．２Åである第３ピークは、結晶欠陥などがない完全結晶における鉛原子の近くに配置される酸素原子に起因するピークである。詳しくは、第２ピークは、鉛原子の最も近くに配置される酸素原子（最近接酸素原子）に起因するピークであり、第３ピークは、最近接酸素原子の次に鉛原子の近くに配置される酸素原子（第２近接酸素原子）に起因するピークである。
【００１０】
一方、鉛原子からの距離が１．４±０．２Åである第１ピークは、結晶が歪んだ部分における、完全結晶の最近接酸素原子よりも鉛原子の近くに配置される酸素原子に起因するピークである。結晶が歪んだ部分は、結晶が結晶欠陥などを有する部分であり、例えば鉛原子が本来の場所（Ａサイト）に配置されない場合に生じる。よって、圧電体膜の結晶格子に配置される鉛原子の状態（鉛原子が本来の位置に配置されない程度）によって、当該結晶の歪みの程度が変化し、第１ピークの強度が変化する。従って、第１ピークの強度の大小を評価することによって、結晶が歪んでいる状態、すなわち圧電体膜の結晶格子に配置される鉛原子の状態を評価することができる。
換言すれば、鉛原子のＬ３吸収端における広域Ｘ線吸収微細構造（ＥＸＡＦＳ）スペクトルをフーリエ変換することで得られる動径分布関数において、当該動径分布関数の特定ピーク（第１ピーク）に着目すれば、圧電体膜における鉛原子の状態を結晶レベルで評価することができる。
【００１１】
第１ピークは、結晶に歪みが生じた部分の情報であるので、結晶の歪みの程度によってピークの強度が変化する。第２ピーク及び第３ピークは、結晶に歪みが生じていない部分の情報であるので、結晶の歪みの程度によってピークの強度が変化しにくい。
第１ピークの強度だけを観察すると、第１ピークが外乱によって異常値を有する場合、当該異常値によって第１ピークの強度の大小を適正に評価することが難しくなるおそれがある。従って、第１ピークの強度を、結晶の歪みの程度によってピークの強度が変化しにくい第２ピーク及び第３ピークを基準値とする相対値（第１ピークの強度を第２ピークの強度で除した値、第１ピークの強度を第３ピークの強度で除した値）で把握し、当該相対値によって第１ピークの強度の大小を評価することが好ましい。
【００１２】
さらに、第２ピーク及び第３ピークも外乱によって異常値を有する場合が想定されるので、第２ピークを基準値とする第１ピークの相対値（第１ピークの強度を第２ピークの強度で除した値）、及び第３ピークを基準値とする第１ピークの相対値（第１ピークの強度を第３ピークの強度で除した値）の少なくとも一方によって、第１ピークの強度の大小を評価することが好ましい。
【００１３】
［適用例２］本適用例に係る圧電素子は、鉛原子、ジルコニウム原子、及びチタン原子を含むペロブスカイト型酸化物で構成される圧電体膜を有する圧電素子であって、前記圧電体膜の前記鉛原子のＬ３吸収端における広域Ｘ線吸収微細構造（ＥＸＡＦＳ）スペクトルをフーリエ変換して得られる動径分布関数は、前記鉛原子からの距離が１．４±０．２Åである第１ピークと、前記鉛原子からの距離が２．０±０．２Åである第２ピークと、前記鉛原子からの距離が２．６±０．２Åである第３ピークとを有し、前記第１ピークの強度を前記第２ピークの強度で除した値をＡとし、前記第１ピークの強度を前記第３ピークの強度で除した値をＢとした場合、前記圧電体膜は、前記Ａが０．３５〜０．７５の範囲にあること、及び前記Ｂが０．３５〜０．７５の範囲にあることのうち、少なくとも一方を満足することを特徴とする。
【００１４】
適用例１に記載の評価方法によって、圧電体膜における鉛原子の状態を結晶レベルで評価することができるので、適用例１に記載の評価方法を用いれば、圧電素子における圧電体膜の膜質を最適化することができる。
従って、適用例１に記載の評価方法によって導出された条件の圧電体膜が好ましい。すなわち、第１ピークの強度を第２ピークの強度で除した値をＡとし、第１ピークの強度を第３ピークの強度で除した値をＢとした場合、Ａが０．３５〜０．７５の範囲にあること、及びＢが０．３５〜０．７５の範囲にあることのうち、少なくとも一方を満足する圧電体膜が好ましい。
さらに、圧電体膜の膜質が最適化されているので、当該圧電体膜を有する圧電素子は優れた性能を有するようになる。
【００１５】
［適用例３］本適用例に係る液体噴射ヘッドは、ノズル開口と、前記ノズル開口に連通された圧力発生室と、圧電素子とを備え、前記圧電素子の作動により前記ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドであって、前記圧電素子は、鉛原子、ジルコニウム原子、及びチタン原子を含むペロブスカイト型酸化物で構成される圧電体膜を有し、前記圧電体膜の前記鉛原子のＬ３吸収端における広域Ｘ線吸収微細構造（ＥＸＡＦＳ）スペクトルをフーリエ変換して得られる動径分布関数は、前記鉛原子からの距離が１．４±０．２Åである第１ピークと、前記鉛原子からの距離が２．０±０．２Åである第２ピークと、前記鉛原子からの距離が２．６±０．２Åである第３ピークとを有し、前記第１ピークの強度を前記第２ピークの強度で除した値をＡとし、前記第１ピークの強度を前記第３ピークの強度で除した値をＢとした場合、前記圧電体膜は、前記Ａが０．３５〜０．７５の範囲にあること、及び前記Ｂが０．３５〜０．７５の範囲にあることのうち、少なくとも一方を満足することを特徴とする。
【００１６】
適用例１に記載の評価方法によって、圧電体膜における鉛原子の状態を結晶レベルで評価することができるので、適用例１に記載の評価方法を用いれば、液体噴射ヘッドの圧電素子における圧電体膜の膜質を最適化することができる。
従って、適用例１に記載の評価方法によって導出された条件の圧電体膜が好ましい。すなわち、第１ピークの強度を第２ピークの強度で除した値をＡとし、第１ピークの強度を第３ピークの強度で除した値をＢとした場合、Ａが０．３５〜０．７５の範囲にあること、及びＢが０．３５〜０．７５の範囲にあることのうち、少なくとも一方を満足する圧電体膜が好ましい。
さらに、圧電体膜の膜質が最適化されているので、当該圧電体膜を有する圧電素子は優れた性能を有するようになり、当該圧電素子を有する液体噴射ヘッドも優れた性能を有するようになる。
【００１７】
［適用例４］本適用例に係る液体噴射装置は、上記適用例に記載の液体噴射ヘッドを有することを特徴とする。
【００１８】
適用例１に記載の評価方法によって、圧電体膜の膜質が最適化されているので、当該圧電体膜を有する圧電素子は優れた性能を有するようになり、当該圧電素子を有する液体噴射ヘッドも優れた性能を有するようになる。さらに、当該液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置も優れた特性を有するようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態に係る液体噴射装置の構成を示す斜視図。
【図２】実施形態に係る液体噴射ヘッドの構成を示す分解斜視図。
【図３】図２のＡ−Ａ線で切った液体噴射ヘッドの概略断面図。
【図４】実施形態に係る圧電体膜の評価方法を示す工程フロー。
【図５】鉛原子のＬ３吸収端の広域Ｘ線吸収微細構造（ＥＸＡＦＳ）スペクトルをフーリエ変換することで取得される動径分布関数。
【図６】第２ピークの強度を基準とした第１ピークの強度の相対値（Ｐ１／Ｐ２）と、初期変位量及び変位低下率との関係を示すグラフ。
【図７】第３ピークの強度を基準とした第１ピークの強度の相対値（Ｐ１／Ｐ３）と、初期変位量及び変位低下率との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。かかる実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の各図においては、各層や各部位を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部位の縮尺を実際とは異ならせしめてある。
【００２１】
（実施形態）
「液体噴射装置の概要」
図１は、実施形態に係る液体噴射装置の構成を示す斜視図である。
最初に、図１を参照し、液体噴射ヘッド１が搭載された液体噴射装置１００の概要を説明する。
【００２２】
図１に示すように、液体噴射装置１００は、記録紙等の記録媒体１０２に対して、「液体」の一例であるインクを噴射して画像等の印刷（記録）を行うインクジェット式プリンターであり、記録媒体１０２に対してインクを噴射する液体噴射ヘッド１を有する。
【００２３】
さらに、液体噴射装置１００は、液体噴射ヘッド１が取り付けられるキャリッジ１０４、キャリッジ１０４を主走査方向（記録媒体１０２の幅方向）に移動させるキャリッジ移動機構１０５、記録媒体１０２を副走査方向（主走査方向と交差する方向）に搬送する搬送機構１０６などを備えている。インクカートリッジ１０７は、液体噴射ヘッド１に対して着脱可能に装着され、インクが貯留されている。
【００２４】
キャリッジ移動機構１０５は、タイミングベルト１０８を備えている。タイミングベルト１０８は、ＤＣモーター等のパルスモーター１０９により駆動される。すなわち、パルスモーター１０９が作動すると、キャリッジ１０４に取り付けられた液体噴射ヘッド１は、ガイドロッド１１０に案内されて、主走査方向に往復移動する。
液体噴射装置１００では、主走査方向に液体噴射ヘッド１を移動させながらインクを吐出する動作と、副走査方向に記録媒体１０２を搬送する動作とを交互に繰り返し、所望の画像を記録媒体１０２に印刷する。
【００２５】
「液体噴射ヘッドの概要」
図２は、本実施形態に係る液体噴射ヘッドの構成を示す分解斜視図である。図３は、図２のＡ−Ａ線で切った液体噴射ヘッドの概略断面図である。
次に、図２及び図３を参照して、液体噴射ヘッド１の概要を説明する。
【００２６】
図２及び図３に示すように、液体噴射ヘッド１は、ノズルプレート７０と、圧電素子２０が設けられた流路形成基板１０と、リザーバ形成基板５０と、コンプライアンス基板６０及び駆動ＩＣ６５とが順に積層された構造を有している。
【００２７】
ノズルプレート７０は、インクを噴射（吐出）するノズル開口７１が形成された基板であり、ガラスセラミックス、シリコン基板、及びステンレス鋼などで構成される。ノズルプレート７０は、接着剤や熱溶着フィルムを介して、流路形成基板１０（基材１５）に接合されている。また、ノズル開口７１は、一方向に複数配列されている。
【００２８】
流路形成基板１０は、圧力発生室１２と連通部１３とインク供給口１４とが設けられた基材１５と、圧力発生室１２やインク供給口１４や連通部１３の内面を覆う保護膜１９と、基材１５の保護膜１９で覆われた面と反対側の面に配置される圧力発生手段２と、圧力発生手段２の圧電素子２０に信号を供給するリード電極４５と、連通部１３を囲むように設けられた封止層４８と、を有する。
【００２９】
基材１５は、例えば、面方位＜１１０＞のシリコン基板（シリコン単結晶基板）である。基材１５には、例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液を用いた異方性エッチングによって、圧力発生室１２と連通部１３とインク供給口１４とが形成されている。
【００３０】
圧力発生室１２は、ノズル開口７１の配列方向と交差する方向に長尺な空間であり、ノズル開口７１の配列方向に沿って複数配列され、複数のノズル開口７１のそれぞれに一対一に対応して設けられ、ノズル開口７１に連通されている。連通部１３は、ノズル開口７１の配列方向に長尺な空間であり、インク供給口１４を介して圧力発生室１２に連通されている。連通部１３は、複数の圧力発生室１２に連通されるリザーバ９（共通液室）の一部を構成する。
【００３１】
圧力発生室１２、インク供給口１４、及び連通部１３は、インクが流動する流路であり、インクが収納される空間である。インクはアルカリ性であることが多く、アルカリ性のインクはシリコン基板を侵食する。このため、圧力発生室１２とインク供給口１４と連通部１３との内面は、保護膜１９によって覆われ、保護されている。
保護膜１９は、インクによって浸食されにくい耐インク性の材料（耐アルカリ性の材料）で構成されている。このような材料は、五酸化二タンタル（Ｔａ2Ｏ5）といった酸化タンタル（ＴａＯx）が好ましい。
【００３２】
圧力発生手段２は、各圧力発生室１２内のインクに圧力変動を生じさせるアクチュエーターとして機能する薄板状のデバイスである。圧力発生手段２は、振動板１６と、圧力発生室１２にインクを噴射させるための圧力変化を付与する圧電素子２０とで構成される。
【００３３】
振動板１６は、基材１５の保護膜１９で覆われた面と反対側の面に配置される酸化シリコンからなる弾性膜１６ａと、この弾性膜１６ａに積層される酸化ジルコニウムからなる絶縁膜１６ｂとで構成される。また、振動板１６には、連通部１３に対応する位置に開口が設けられている。
振動板１６（絶縁膜１６ｂ）の圧力発生室１２に対応する部分には、圧電素子２０が形成されている。すなわち、ノズル開口７１の配列方向に沿って配列された圧力発生室１２に対応して、ノズル開口７１の配列方向に沿って配列された圧電素子２０が形成されている。
【００３４】
圧電素子２０は、下電極２１と圧電体膜２２と上電極２３とが、絶縁膜１６ｂの側から順に積層された構成を有している。また、下電極２１と圧電体膜２２と上電極２３とを含む部分が圧電素子２０である。
一般的には、下電極２１及び上電極２３の一方の電極を共通電極とし、下電極２１及び上電極２３の他方の電極及び圧電体膜２２を各圧力発生室１２毎にパターニングして、圧電素子２０が形成される。本実施形態では、下電極２１を圧電素子２０の共通電極とし、上電極２３を圧電素子２０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よい。
上電極２３及び下電極２１は、イリジウム、白金、チタン、タングステン、タンタル、モリブデン等の各種金属や、これらの合金等を用いることができる。なお圧電体膜２２の詳細は後述する。
【００３５】
圧電素子２０に駆動信号（駆動パルス）を供給するために、個別電極である上電極２３のそれぞれに電気的に接続されるリード電極４５が設けられている。さらに、リザーバ９の近傍の振動板１６（絶縁膜１６ｂ）上には、リード電極４５と同じ材料で形成された封止層４８が設けられている。リード電極４５及び封止層４８は、基材１５の保護膜１９で覆われた面と反対側の面の上に配置される密着層４６と、密着層４６に積層される主金属層４７とで構成される。また、密着層４６はニッケルクロム合金で構成され、主金属層４７は金で構成される。
【００３６】
流路形成基板１０の圧電素子２０が配置される側の面には、接着剤５５を介してリザーバ形成基板５０が接合されている。リザーバ形成基板５０には、例えばシリコン基板、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等を用いることができる。
【００３７】
リザーバ形成基板５０は、圧電素子２０が収容可能な凹部（圧電素子保持部５２）と、リザーバ形成基板５０を貫く空部（連通孔５１）とを備えている。リザーバ形成基板５０が流路形成基板１０に接合されると、圧電素子保持部５２の内側に圧電素子２０が収納され、連通孔５１と連通部１３とでリザーバ９（共通液室）が形成される。圧電素子２０が配置された領域は、接着剤５５及びリザーバ形成基板５０によって密封され、水分侵入が抑制される。その結果、水分侵入による圧電素子２０の劣化が抑制される。
【００３８】
リザーバ形成基板５０の流路形成基板１０と反対側の面には、コンプライアンス基板６０及び駆動ＩＣ６５が接合されている。
コンプライアンス基板６０は、封止膜６１と固定板６２とで構成される。封止膜６１は、例えば厚み４〜８μｍ程度のポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルムである。封止膜６１は、剛性が低く可撓性を有する材料で構成され、連通孔５１の一方の面を封止する。固定板６２は、例えば厚み２０〜４０μｍ程度のステンレス鋼（ＳＵＳ）であり、金属等の硬質の材料を使用することができる。固定板６２には、リザーバ９に対向する領域に開口部６３が設けられている。
【００３９】
駆動ＩＣ６５は、リザーバ形成基板５０上に形成された接続配線５４に接続されるとともに、駆動配線（図示省略）を介してリード電極４５と電気的に接続されている。駆動ＩＣ６５は、圧電素子２０を駆動（作動）させる信号を供給する。
【００４０】
かかる構成によって、液体噴射ヘッド１では、インクカートリッジ１０７からのインクが、リザーバ９とインク供給口１４とを経て、圧力発生室１２に供給される。圧力発生室１２にインクが供給された状態で、駆動ＩＣ６５の駆動信号をリード電極４５を介して圧電素子２０に供給し、圧電素子２０を作動させて圧力発生室１２に圧力変動を生じさせる。この圧力変動を利用することで、液体噴射ヘッド１はノズル開口７１からインクを噴射することができる。
すなわち、液体噴射ヘッド１は、ノズル開口７１と、ノズル開口７１に連通された圧力発生室１２と、圧電素子２０とを備え、圧電素子２０の作動によりノズル開口７１からインクを噴射する構成を有している。
【００４１】
「圧電体膜の形成方法と課題」
次に、圧電体膜２２の形成方法と課題について説明する。
圧電体膜２２は、一般式ＡＢＯ3で示されるペロブスカイト構造を有する金属酸化物（ペロブスカイト型酸化物）であり、Ａサイトに鉛原子が配置され、Ｂサイトにジルコニウム原子またはチタン原子が配置される。すなわち、圧電体膜２２は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）であり、鉛原子、ジルコニウム原子、及びチタン原子を含むペロブスカイト型酸化物である。
【００４２】
以降の説明では、一般式ＡＢＯ3で示されるペロブスカイト型酸化物において、Ａサイトに配置される原子（鉛原子）をＡサイト原子、Ｂサイトに配置される原子（ジルコニウム原子、チタン原子）をＢサイト原子と称す。また、一般式ＡＢＯ3で示されるペロブスカイト型酸化物におけるＡサイト原子とＢサイト原子と酸素原子との化学量論比は１：１：３である。
【００４３】
圧電体膜２２は、ゾル・ゲル法によって形成されている。ゾル・ゲル法では、金属アルコキシド等の金属有機化合物を溶液系で加水分解、重縮合させて金属−酸素−金属結合を成長させ、最終的に焼結することにより無機酸化物を形成する。
【００４４】
本実施形態では、圧電体膜２２を形成するためのゾル（溶液）を、例えば２−ｎ−ブトキシエタノールを主溶媒として、これにチタニウムテトライソプロポキシドやテトラ−ｎ−プロポキシジルコニウムを混合し、室温で攪拌した後、酢酸鉛を加えて８０℃に加熱し、加熱状態で攪拌して形成する。さらに、当該ゾルをスピンコートし、約１８０℃で乾燥した後、約４００℃で脱脂して圧電体膜２２の前駆体であるゲル膜を形成する。なお、脱脂とは、ゲル膜の有機成分を、例えば、ＮＯ2、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ等として離脱させることである。続いて、ゲル膜を、ＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）装置や拡散炉を用いて、例えば６００℃〜８００℃の温度で熱処理し結晶化させることによって、圧電体膜２２（鉛原子、ジルコニウム原子、及びチタン原子を含むペロブスカイト型酸化物）を形成する。
【００４５】
なお、圧電体膜２２は、ＣＶＤ法などの化学的成膜法、並びにスパッタ法やイオンプレーティング法などの物理的成膜法などによっても形成することができる。
【００４６】
圧電体膜２２の前駆体であるゲル膜に含まれる鉛原子は、当該ゲル膜に含まれるジルコニウム原子やチタン原子と比べて蒸気圧が高く、蒸発しやすい。このため、ゲル膜を、例えば６００℃〜８００℃の温度で熱処理し結晶化させると、鉛原子の一部が蒸発し、結晶の中に取り込まれない。
【００４７】
例えば、Ａサイト原子とＢサイト原子と酸素原子との化学量論比が１：１：３である状態のゲル膜（以降、標準状態のゲル膜と称す）を形成し、この標準状態のゲル膜を熱処理し結晶化させて圧電体膜２２を形成した場合、熱処理によって鉛原子が蒸発するので、当該圧電体膜２２では、Ａサイト原子とＢサイト原子と酸素原子との化学量論比が１：１：３とならず、Ｂサイト原子に対するＡサイト原子の比率が１よりも小さくなる。このため、標準状態のゲル膜を熱処理して形成された圧電体膜２２は、鉛原子が配置されていないＡサイト（結晶欠陥）を有するようになり、当該結晶欠陥が原因となり、リーク電流が増加し、耐圧が低下する。
【００４８】
例えば、標準状態のゲル膜よりも鉛原子を多く含むゲル膜を形成し、当該ゲル膜を熱処理し結晶化させて圧電体膜２２を形成すると、熱処理で蒸発する鉛原子の影響が抑制され、当該圧電体膜２２は、鉛原子が配置されていないＡサイト（結晶欠陥）が減少する。従って、標準状態のゲル膜よりも鉛原子を多く含むゲル膜を熱処理して形成された圧電体膜２２は、標準状態のゲル膜を熱処理して形成された圧電体膜２２と比べて、リーク電流が減少し、耐圧が向上する。
【００４９】
ところが、圧電体膜２２の前駆体であるゲル膜が、標準状態のゲル膜よりも鉛原子を多く含み過ぎると（過剰に鉛原子を含むと）、過剰に鉛原子を含むゲル膜を熱処理して形成された圧電体膜２２は、過剰に鉛原子を含むようになり、例えば鉛原子がＡサイトに加えてＢサイトにも配置されるようになる。すなわち、過剰に鉛原子を含むゲル膜を熱処理して形成された圧電体膜２２は、鉛原子がＡサイトに加えてＢサイトに配置された部分を有するようになる。鉛原子がＡサイトに加えてＢサイトに配置された部分は、いわゆる酸化鉛であり、圧電特性を有さない。従って、過剰に鉛原子を含むゲル膜を熱処理して形成された圧電体膜２２は、圧電特性が著しく劣化する。
【００５０】
このように、鉛原子、ジルコニウム原子、及びチタン原子を含むペロブスカイト型酸化物で構成される圧電体膜２２は、結晶格子に配置される鉛原子の状態によって膜質が変化する。よって、優れた膜質の圧電体膜２２を形成されるためには、結晶格子に配置される鉛原子の状態を適正に制御することが重要である。
【００５１】
ところが、鉛原子、ジルコニウム原子、及びチタン原子を含むペロブスカイト型酸化物で構成される圧電体膜２２において、結晶格子に配置される鉛原子の状態を適正に評価する方法がないという課題があった。
【００５２】
例えば、分析によって圧電体膜２２の組成（鉛の含有量）を評価することが可能である。ところが、圧電体膜２２の組成が同じであっても、例えば鉛原子（Ａサイト原子）とジルコニウム原子及びチタン原子（Ｂサイト原子）との化学量論比が１：１であっても、圧電体膜２２の形成条件（ゾルの形成条件、ゲル膜の形成条件、ゲル膜の焼成条件など）によってＡサイトに配置される鉛原子の状態が異なると、圧電体膜２２の性能が変化する。
このため、圧電体膜２２における鉛原子の状態を結晶レベルで評価することが必要である。さらに、鉛原子の状態を結晶レベルで評価することが可能になれば、当該評価方法は、圧電体膜２２の膜質の向上や膜質の最適化などに資することができる。
【００５３】
「圧電体膜における鉛原子の評価」
発明者は、鉛原子のＬ３吸収端における広域Ｘ線吸収微細構造（ＥＸＡＦＳ）スペクトルをフーリエ変換することで得られる動径分布関数において、当該動径分布関数の特定ピークに着目すれば、圧電体膜２２における鉛原子の状態を結晶レベルで評価することができるという事実を見出したので、以下に、その詳細を説明する。
【００５４】
なお、Ｘ線吸収微細構造（ＸＡＦＳ）とは、物質にＸ線を照射して得られる吸収スペクトルのうち、吸収端から１０００ｅＶのエネルギー領域にかけて観測される吸収係数の微細構造（振動構造）である。そのエネルギー領域のうち、５０〜１０００ｅＶの領域で観測される吸収係数の微細構造が広域Ｘ線吸収微細構造（ＥＸＡＦＳ）である。さらに、ＥＸＡＦＳスペクトルを解析することで、ある原子の隣接原子、及び当該隣接原子に隣接している原子の種類を特定することができ、これらの原子の原子間距離等を特定することができる。さらに、ＥＸＡＦＳスペクトルをフーリエ変換して得られる動径分布関数のピークの高さから、これらの原子がどの程度存在しているかを推測することができる。
【００５５】
図４は、本実施形態に係る圧電体膜の評価方法を示す工程フローである。図５は、鉛原子のＬ３吸収端の広域Ｘ線吸収微細構造（ＥＸＡＦＳ）スペクトルをフーリエ変換することで取得される動径分布関数である。なお、図５の縦軸はフーリエ変換後の振動強度（ＦＴ強度）を示し、図５の横軸は鉛原子からの距離を示している。
動径分布関数を得る方法について、更に具体的に説明する。まず、ＸＡＦＳスペクトルデータから、定法によりバックグラウンドノイズを差し引く。続いて、吸収端エネルギー（Ｅ０）を原点として、−１５０ｅＶ〜−３０ｅＶの範囲内における平均強度がゼロとなるような強度軸ゼロとなるベースラインを設定する。また、＋１３０ｅＶ〜＋７５０ｅＶの範囲内における平均強度が１となるような強度軸１となるベースラインも設定する。このとき、吸収端エネルギー（Ｅ０）付近の立ち上がりスペクトル上における、２つのベースラインの中間点に吸収端エネルギー（Ｅ０）がくるように、二つのベースラインを設定する。続いて、これらの二つのベースラインを直線に置き換えて波形を調整する。この操作により、エネルギー（単位：ｅＶ）軸が波数（ｋ、単位：１／Å）軸に置き換わり、上記数式で定義されるＥＸＡＦＳの振動成分χ（ｋ）が抽出される。次に、上記操作によって得られたスペクトルにｋの３乗を乗じた後、フーリエ変換を実施する。フーリエ変換を実施するｋ領域は２〜８．５（１／Å）とする。これにより、強度をＹ軸、原子間距離ＲをＸ軸とする動径分布関数が得られる。
【００５６】
図４に示すように、本実施形態に係る圧電体膜の評価方法は、鉛原子、ジルコニウム原子、及びチタン原子を含むペロブスカイト型酸化物で構成される圧電体膜２２の評価方法であって、圧電体膜２２の鉛原子のＬ３吸収端における広域Ｘ線吸収微細構造（ＥＸＡＦＳ）スペクトルを取得する工程（ステップＳ１）と、ＥＸＡＦＳスペクトルをフーリエ変換し動径分布関数を取得する工程（ステップＳ２）と、圧電体膜２２の膜質を評価する工程（ステップＳ３）とを含む。
【００５７】
ステップＳ１では、例えば、大型放射光施設（SPring-8）のシンクロトロン放射光（Ｘ線）を圧電体膜２２に照射し、鉛原子のＬ３吸収端における広域Ｘ線吸収微細構造（ＥＸＡＦＳ）スペクトルを取得する。
【００５８】
ステップＳ２では、鉛原子のＬ３吸収端におけるＥＸＡＦＳスペクトルをフーリエ変換することで、動径分布関数を取得する。なお、動径分布関数を取得するために、ＸＡＦＳ解析ソフトである「Ａｔｈｅｎａ」を使用した。
図５に示すように、鉛原子のＬ３吸収端におけるＥＸＡＦＳスペクトルをフーリエ変換することで取得される動径分布関数は、鉛原子からの距離が概略１．４Åである第１ピークＴ１と、鉛原子からの距離が概略２．０Åである第２ピークＴ２と、鉛原子からの距離が概略２．６Åである第３ピークＴ３と、鉛原子からの距離が概略３．５Åである第４ピークＴ４とを有する。
【００５９】
以降の説明では、第１ピークＴ１における鉛原子からの距離を第１距離Ｒ１と称し、第２ピークＴ２における鉛原子からの距離を第２距離Ｒ２と称し、第３ピークＴ３における鉛原子からの距離を第３距離Ｒ３と称し、第４ピークＴ４における鉛原子からの距離を第４距離Ｒ４と称す。すなわち、第１距離Ｒ１は第１ピークＴ１の位置を示し、第２距離Ｒ２は第２ピークＴ２の位置を示し、第３距離Ｒ３は第３ピークＴ３の位置を示し、第４距離Ｒ４は第４ピークＴ４の位置を示す。
【００６０】
さらに、鉛原子のＬ３吸収端におけるＥＸＡＦＳスペクトルをフーリエ変換することで取得される動径分布関数は、図中に破線で囲まれた領域、すなわち鉛原子からの距離が１Å以下の領域にピークを有する。鉛原子からの距離が１Å以下の領域のピーク（破線で囲まれた領域のピーク）は、物理的な意味を有さず、ＥＸＡＦＳスペクトルをフーリエ変換する過程で生じるゴーストピークである。
【００６１】
発明者の詳細な検討では、第１距離Ｒ１、第２距離Ｒ２、第３距離Ｒ３、第４距離Ｒ４は、圧電体膜２２の形成条件（ゲル膜の組成、ゲル膜の熱処理条件など）によって変化する。そして、圧電体膜２２の形成条件を変化させた場合、第１ピークＴ１の第１距離Ｒ１は１．２Å〜１．６Å（１．４±０．２Å）の範囲にあり、第２ピークＴ２の第２距離Ｒ２は１．８Å〜２．２Å（２．０±０．２Å）の範囲にあり、第３ピークＴ３の第３距離Ｒ３は２．４Å〜２．８Å（２．６±０．２Å）の範囲にあり、第４ピークＴ４の第４距離Ｒ４は３．３Å〜３．７Å（３．５±０．２Å）の範囲にある。
【００６２】
ピークＴ１，Ｔ２，Ｔ３におけるＦＴ強度の極大値は、ピークＴ１，Ｔ２，Ｔ３の強度であり、鉛原子からの距離Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３に原子がどの程度存在するのかを示す。例えば、第１ピークＴ１の強度が高い場合、第１ピークの強度Ｐ１が低い場合と比べて、第１距離Ｒ１に原子が多く存在する。第２ピークの強度Ｐ２が高い場合、第２ピークの強度Ｐ２が低い場合と比べて、第２距離Ｒ２に原子が多く存在する。第３ピークの強度Ｐ３が高い場合、第３ピークの強度Ｐ３が低い場合と比べて、第３距離Ｒ３に原子が多く存在する。
以降の説明では、第１ピークＴ１の強度を、第１ピークの強度Ｐ１と称し、第２ピークＴ２の強度を第２ピークの強度Ｐ２と称し、第３ピークＴ３の強度を第３ピークの強度Ｐ３と称す。
【００６３】
ＥＸＡＦＳ理論計算と照合した結果、第２ピークＴ２は、鉛原子の最も近くに配置される酸素原子（以降、最近接酸素原子と称す）に起因するピークであった。さらに、Ａサイト原子とＢサイト原子と酸素原子との化学量論比が１：１：３であるペロブスカイト型酸化物（結晶欠陥がない完全結晶）に関するシミュレーション評価によっても、第２距離Ｒ２は、鉛原子と最近接酸素原子との距離であることが確認された。
従って、第２ピークＴ２は、結晶欠陥がない完全結晶における最近接酸素原子に起因するピークである。換言すれば、第２ピークＴ２は、結晶欠陥や不純物などによって結晶が歪んでいない部分の最近接酸素原子に起因するピークである。
【００６４】
圧電体膜２２の前駆体であるゲル膜における鉛含有量を変化させ、圧電体膜２２を形成し、圧電体膜２２の取り込まれる鉛原子の量を変化させ、圧電体膜２２の結晶に配置される鉛原子の状態を変化させた場合、第１ピークの強度Ｐ１は大きく変化し、第２ピークの強度Ｐ２及び第３ピークの強度Ｐ３の変化は小さい。
例えば、鉛原子が配置されていないＡサイト（結晶欠陥）が多くなる方向に圧電体膜２２の形成条件を変化させると、第１ピークの強度Ｐ１は高くなった。例えば、鉛原子が配置されていないＡサイト（結晶欠陥）が少なくなる方向に圧電体膜２２の形成条件を変化させると、第１ピークの強度Ｐ１は低くなった。また、いずれの条件においても、第２ピークの強度Ｐ２及び第３ピークの強度Ｐ３の変化は小さかった。
従って、第１ピークＴ１は、格子欠陥や不純物によって結晶が歪んだ部分の最近接酸素原子に起因するピークであると考えられる。
【００６５】
第３ピークＴ３は、ＥＸＡＦＳ理論計算と照合した結果、最近接酸素原子の次に鉛原子の近くに配置される酸素原子（以降、第２近接酸素原子と称す）に起因するピークであった。さらに、Ａサイト原子とＢサイト原子と酸素原子との化学量論比が１：１：３であるペロブスカイト型酸化物（結晶欠陥がない完全結晶）に関するシミュレーション評価によっても、第３距離Ｒ３は、鉛原子と第２近接酸素原子との距離であることが確認された。
従って、第３ピークＴ３は、結晶欠陥や不純物などによって結晶が歪んでいない部分の第２近接酸素原子に起因するピークである。
【００６６】
第４ピークＴ４は、ＥＸＡＦＳ理論計算と照合した結果、Ｂサイト原子（ジルコニウム原子、チタン原子）に起因するピーク、または鉛原子に対して第２近接酸素原子よりも遠くに配置される酸素原子に起因するピークであった。
【００６７】
上述したように、鉛原子が配置されていないＡサイト（結晶欠陥）が多くなる方向に圧電体膜２２の形成条件を変化させると、第１ピークの強度Ｐ１は高くなり、鉛原子が配置されていないＡサイト（結晶欠陥）が少なくなる方向に圧電体膜２２の形成条件を変化させると、第１ピークの強度Ｐ１は低くなるので、第１ピークの強度Ｐ１を観察することによって、鉛原子が配置されていないＡサイト（結晶欠陥）が多いのか、鉛原子が配置されていないＡサイト（結晶欠陥）が少ないのかを評価することができる。
従って、第１ピークの強度Ｐ１を観察することによって、鉛原子の状態を結晶レベルで評価することが可能になる。
【００６８】
ステップＳ３では、鉛原子のＬ３吸収端におけるＥＸＡＦＳスペクトルをフーリエ変換することで取得された動径分布関数における特定ピーク（第１ピークＴ１、第２ピークＴ２、第３ピークＴ３）と、圧電素子２０の性能との関係から、圧電体膜２２の膜質を評価し、好ましい圧電体膜２２を決定する。
【００６９】
なお、ステップＳ３では、第１ピークの強度Ｐ１だけで第１ピークの強度Ｐ１の大小を評価するのでなく、第２ピークの強度Ｐ２を基準とした第１ピークの強度Ｐ１の相対値（Ｐ１／Ｐ２）、及び第３ピークの強度Ｐ３を基準とした第１ピークの強度Ｐ１の相対値（Ｐ１／Ｐ３）によって、第１ピークの強度Ｐ１の大小を評価する。すなわち、ステップＳ３では、第１ピークの強度Ｐ１を第２ピークの強度Ｐ２で除した相対値（Ｐ１／Ｐ２）、または第１ピークの強度Ｐ１を第３ピークの強度Ｐ３で除した相対値（Ｐ１／Ｐ３）によって、第１ピークの強度Ｐ１の大小を評価する。
なお、第２ピークの強度Ｐ２を基準とした第１ピークの強度Ｐ１の相対値（Ｐ１／Ｐ２）は、「第１ピークの強度を第２ピークの強度で除した値」の一例である。第３ピークの強度Ｐ３を基準とした第１ピークの強度Ｐ１の相対値（Ｐ１／Ｐ３）は、「第１ピークの強度を第３ピークの強度で除した値」の一例である。
【００７０】
第１ピークの強度Ｐ１は変化しやすく、外乱による異常点を含みやすいので、変化しにくい基準値（第２ピークの強度Ｐ２、第３ピークの強度Ｐ３）に対する相対値によって、第１ピークの強度Ｐ１の大小を評価することが好ましい。
さらに、第２ピークの強度Ｐ２及び第３ピークの強度Ｐ３も、外乱による異常点を含む場合が想定されるので、第２ピークの強度Ｐ２を基準とした第１ピークの強度Ｐ１の相対値（Ｐ１／Ｐ２）、及び第３ピークの強度Ｐ３を基準とした第１ピークの強度Ｐ１の相対値（Ｐ１／Ｐ３）の少なくとも一方によって、第１ピークの強度Ｐ１の大小を評価することが好ましい。
【００７１】
図６は、第２ピークの強度を基準とした第１ピークの強度の相対値（Ｐ１／Ｐ２）と、初期変位量及び変位低下率との関係を示すグラフである。図７は、第３ピークの強度を基準とした第１ピークの強度の相対値（Ｐ１／Ｐ３）と、初期変位量及び変位低下率との関係を示すグラフである。
なお、初期変位量とは、液体噴射ヘッド１に対して、ポーリング処理（４５Ｖ、２０分）を行った後、駆動の初期における圧電素子２０の変位量である。変位低下率とは、液体噴射ヘッド１に対して、ポーリング処理（４５Ｖ、２０分）を行った後、５ピコリットルのパルス駆動を１９０億回行った後の、圧電素子２０の変位量の低下率である。
【００７２】
圧電体膜２２では、駆動中に分極の回転伸縮を繰り返すことにより、時間の経過と共にその分極方向が電界印加方向に沿うように一部固定される、いわゆる疲労現象によって変位量が低下する。このため、パルス駆動を１９０億回行った後の圧電素子２０の変位量（以降、繰り返し駆動後の変位量と称す）は、駆動の初期における圧電素子２０の変位量（初期変位量）よりも小さくなる。図６及び図７では、繰り返し駆動後の変位量と初期変位量との差分を、初期変位量で除することで、変位低下率が算出されている。
【００７３】
図６において、Ｐ１／Ｐ２は第２ピークの強度Ｐ２を基準とした第１ピークの強度Ｐ１の相対値であるので、Ｐ１／Ｐ２が大きい状態では、圧電体膜２２は結晶欠陥が多く結晶の歪みが大きい状態にある。さらに、Ｐ１／Ｐ２が小さい状態では、圧電体膜２２は結晶欠陥が少なく結晶の歪みが小さい状態にある。
図７において、Ｐ１／Ｐ３は第３ピークの強度Ｐ３を基準とした第１ピークの強度Ｐ１の相対値であるので、Ｐ１／Ｐ３が大きい状態では、圧電体膜２２は結晶欠陥が多く結晶の歪みが大きい状態にある。さらに、Ｐ１／Ｐ３が小さい状態では、圧電体膜２２は結晶欠陥が少なく結晶の歪みが小さい状態にある。
【００７４】
図６に示すように、Ｐ１／Ｐ２が０．３５から０．７６に大きくなると、初期変位量が６５０ｎｍから７３０ｎｍに増加し、変位低下率が−４．４％から−８．３％に減少し、変位量低下率の絶対値が大きくなる。
Ｐ１／Ｐ２が小さい場合、Ｐ１／Ｐ２が大きい場合と比べて、圧電素子２０の初期変位量は小さいが、繰り返し駆動によって圧電素子２０の変位量が変化しにくい。Ｐ１／Ｐ２が大きい場合、Ｐ１／Ｐ２が小さい場合と比べて、圧電素子２０の初期変位量は大きいが、繰り返し駆動によって圧電素子２０の変位量が変化しやすい。すなわち、初期変位量の確保と変位低下率の抑制とはトレードオフの関係にある。
【００７５】
図７に示すように、Ｐ１／Ｐ３が０．３５から０．７９に大きくなると、初期変位量は６５０ｎｍから７３０ｎｍに増加し、変位低下率は−４．４％から−８．３％に減少する。
Ｐ１／Ｐ３が小さい場合、Ｐ１／Ｐ３が大きい場合と比べて、圧電素子２０の初期変位量は小さいが、繰り返し駆動によって圧電素子２０の変位量が変化しにくい。Ｐ１／Ｐ３が大きい場合、Ｐ１／Ｐ３が小さい場合と比べて、圧電素子２０の初期変位量は大きいが、繰り返し駆動によって圧電素子２０の変位量が変化しやすい。すなわち、初期変位量の確保と変位低下率の抑制とはトレードオフの関係にある。
【００７６】
繰り返し駆動を行った場合、圧電体膜２２の疲労現象によって圧電素子２０の変位量が低下するので、変位低下率は小さい方が好ましい。
液体噴射装置１００において、変位低下率が８％を超えると、ＮＧレベルの画質の低下を招くので、変位低下率は８％以下であることが好ましい。すなわち、液体噴射装置１００が、長期間使用した場合であっても、実用に供することができる画質の画像を提供するためには、変位低下率は８％以下であることが好ましい。
さらに、液体噴射装置１００が、長期間使用した場合であっても、画質の劣化が抑制され優れた画質の画像を提供するためには、変位低下率は５％以下であることが好ましい。
従って、変位低下率は、８％以下であることが好ましく、さらに５％以下であることがより好ましい。
【００７７】
例えば、液体噴射ヘッド１において、ノズル開口７１（圧電素子２０）を高密度化し、圧電体膜２２の変形可能な領域が狭くなると、圧電体膜２２が変形しにくくなり、圧力発生室１２におけるインク排除体積が小さくなるので、初期変位量は大きい方が好ましい。そして、ノズル開口７１（圧電素子２０）が高密度化された場合であっても、所定のインク排除体積を確保するためには、初期変位量は６００ｎｍ以上であることが好ましい。
【００７８】
図６及び図７から、Ｐ１／Ｐ２が０．７５以下である場合、またはＰ１／Ｐ３が０．７５以下である場合に、変位低下率が８％以下であり、初期変位量が６００ｎｍ以上である条件を満足する。よって、Ｐ１／Ｐ２が０．７５以下である、またはＰ１／Ｐ３が０．７５以下である圧電体膜２２が好ましい。
【００７９】
図６及び図７から、Ｐ１／Ｐ２が０．４３以下である場合、またはＰ１／Ｐ３が０．４３以下である場合に、変位低下率が５％以下であり、初期変位量が６００ｎｍ以上である条件を満足する。よって、Ｐ１／Ｐ２が０．４３以下である、またはＰ１／Ｐ３が０．４３以下である圧電体膜２２がより好ましい。
【００８０】
さらに、Ｐ１／Ｐ２及びＰ１／Ｐ３が０．３５よりも小さい場合、圧電体膜２２が過剰に鉛原子を含むようになり、圧電体膜２２の中に酸化鉛（圧電特性を有さない部分）が偏析する場合がある。また、Ｐ１／Ｐ２及びＰ１／Ｐ３が０．３５よりも小さい場合、常に圧電体膜２２の中に酸化鉛（圧電特性を有さない部分）が偏析するのでなく、圧電体膜２２の形成条件の揺らぎによって圧電体膜２２の中に酸化鉛（圧電特性を有さない部分）が偏析する場合がある。
【００８１】
一方、Ｐ１／Ｐ２及びＰ１／Ｐ３が０．３５以上である場合、圧電体膜２２の形成条件の揺らぎによって圧電体膜２２の中に酸化鉛（圧電特性を有さない部分）が偏析することはない。よって、圧電体膜２２が過剰に鉛原子を含むようになり、圧電体膜２２の中に酸化鉛（圧電特性を有さない部分）が偏析することを防止するためには、Ｐ１／Ｐ２が０．３５以上である、またはＰ１／Ｐ３が０．３５以上であることが好ましい。
【００８２】
上述した解析結果を踏まえて、ステップＳ３では、Ｐ１／Ｐ２が０．３５以上０．７５以下である圧電体膜２２、またはＰ１／Ｐ３が０．３５以上０．７５以下である圧電体膜２２において、圧電素子２０が初期変位量の確保及び変位低下率の抑制の両方を満足し、圧電体膜２２が好ましい膜質であると判断する。
なお、第１ピークの強度Ｐ１の大小を評価するための基準となる第２ピークの強度Ｐ２及び第３ピークの強度Ｐ３は、外乱によって異常値を有する場合が想定されるので、ステップＳ３では、Ｐ１／Ｐ２及びＰ１／Ｐ３の両方が０．３５以上０．７５以下である圧電体膜２２、及びＰ１／Ｐ２及びＰ１／Ｐ３のいずれかが０．３５以上０．７５以下である圧電体膜２２が、好ましい膜質であると判断する。
【００８３】
さらに、ステップＳ３では、Ｐ１／Ｐ２及びＰ１／Ｐ３の両方が０．３５以上０．４３以下である場合、及びＰ１／Ｐ２及びＰ１／Ｐ３のいずれかが０．３５以上０．４３以下である場合に、より好ましい状態に変位低下率が抑制されるので、Ｐ１／Ｐ２及びＰ１／Ｐ３の両方が０．３５以上０．４３以下である圧電体膜２２、及びＰ１／Ｐ２及びＰ１／Ｐ３のいずれかが０．３５以上０．４３以下である圧電体膜２２が、より好ましい膜質であると判断する。
【００８４】
このように、圧電体膜２２の鉛原子のＬ３吸収端における広域Ｘ線吸収微細構造（ＥＸＡＦＳ）スペクトルをフーリエ変換して得られる動径分布関数は、鉛原子からの距離Ｒ１が１．４±０．２Åである第１ピークＴ１と、鉛原子からの距離Ｒ２が２．０±０．２Åである第２ピークＴ２と、鉛原子からの距離Ｒ３が２．６±０．２Åである第３ピークＴ３とを有し、圧電体膜２２は、第１ピークの強度Ｐ１を第２ピークの強度Ｐ２で除した相対値（Ｐ１／Ｐ２）が０．３５〜０．７５の範囲にあること、第１ピークの強度Ｐ１を第３ピークの強度Ｐ３で除した相対値（Ｐ１／Ｐ３）が０．３５〜０．７５の範囲にあることのうち、少なくとも一方を満足することが好ましい。
【００８５】
さらに、圧電体膜２２の鉛原子のＬ３吸収端における広域Ｘ線吸収微細構造（ＥＸＡＦＳ）スペクトルをフーリエ変換して得られる動径分布関数は、鉛原子からの距離Ｒ１が１．４±０．２Åである第１ピークＴ１と、鉛原子からの距離Ｒ２が２．０±０．２Åである第２ピークＴ２と、鉛原子からの距離Ｒ３が２．６±０．２Åである第３ピークＴ３とを有し、圧電体膜２２は、第１ピークの強度Ｐ１を第２ピークの強度Ｐ２で除した相対値（Ｐ１／Ｐ２）が０．３５〜０．４３の範囲にあること、第１ピークの強度Ｐ１を第３ピークの強度Ｐ３で除した相対値（Ｐ１／Ｐ３）が０．３５〜０．４３の範囲にあることのうち、少なくとも一方を満足することがより好ましい。
【００８６】
なお、本実施形態に係る圧電体膜の評価方法は、一般式ＡＢＯ3で示されるペロブスカイト構造を有する酸化物の全般に適用可能である。
例えば、本実施形態に係る圧電体膜の評価方法は、上述したチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の他に、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）、ジルコニウム酸鉛（ＰｂＺｒＯ3）、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｂ）Ｏ3、チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ），ＴｉＯ3）、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3）、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）Ｏ3）などに対しても適用可能である。
例えば、上述した圧電体膜の評価方法は、鉛を含まない非鉛系圧電材料、具体的には、鉄酸ビスマスや鉄酸マンガン酸ビスマスと、チタン酸バリウムやチタン酸ビスマスカリウムとを含むペロブスカイト構造を有する酸化物などに対しても適用可能である。
【００８７】
そして、一般式ＡＢＯ3で示されるペロブスカイト構造を有する酸化物の全般に、本実施形態に係る圧電体膜の評価方法を適用することで、一般式ＡＢＯ3で示されるペロブスカイト構造を有する酸化物の膜質を最適化することができる。さらに、本実施形態に係る圧電体膜の評価方法によって最適化されたペロブスカイト構造を有する酸化物の条件（Ｐ１／Ｐ２、Ｐ１／Ｐ３）も、本願の技術的適用範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８８】
１…液体噴射ヘッド、２…圧力発生手段、９…リザーバ、１０…流路形成基板、１２…圧力発生室、１３…連通部、１５…基材、１６…振動板、１６ａ…弾性膜、１６ｂ…絶縁膜、２０…圧電素子、２１…下電極、２２…圧電体膜、２３…上電極、Ｓ１…圧電体膜の鉛原子のＬ３吸収端におけるＥＸＡＦＳスペクトルを取得する工程、Ｓ２…ＥＸＡＦＳスペクトルをフーリエ変換し動径分布関数を取得する工程、Ｓ３…圧電体膜の膜質を評価する工程。
【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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【図６】
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【図７】
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