(57)【要約】【課題】所望の特性の圧電セラミックス膜を容易に製造できる圧電セラミックス膜の製造方法、圧電素子、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びに圧電セラミックス膜形成用組成物を提供する。【解決手段】Ｚｒ，Ｔｉ及びＰｂを有する錯体と溶媒とを有し、錯体のＺｒ，Ｔｉ及びＰｂの配位子が同一で且つ前記配位子が溶媒と同じものである圧電セラミックス膜形成用組成物により圧電セラミックス前駆体膜を形成する工程と、前記圧電セラミックス前駆体膜を加熱して結晶化する工程と、を有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｚｒ，Ｔｉ及びＰｂを有する錯体と溶媒とを有し、錯体のＺｒ，Ｔｉ及びＰｂの配位子が同一で且つ前記配位子が溶媒と同じものである圧電セラミックス膜形成用組成物により圧電セラミックス前駆体膜を形成する工程と、
前記圧電セラミックス前駆体膜を加熱して結晶化する工程と、を有することを特徴とする圧電セラミックス膜の製造方法。
【請求項２】
前記配位子がアルコキシアルコキシ基を有する炭素数３〜６のアルコールであることを特徴とする請求項１に記載の圧電セラミックス膜の製造方法。
【請求項３】
前記溶媒が２−メトキシエタノール又はブトキシエタノールであることを特徴とする請求項２に記載の圧電セラミックス膜の製造方法。
【請求項４】
ポリエチレングリコール及びジエタノールアミンを含有しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧電セラミックス膜の製造方法。
【請求項５】
圧電セラミックス膜のＢサイトを構成し得る金属濃度の合計が０．１〜１．０ｍｏｌ／ｋｇであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧電セラミックス膜の製造方法。
【請求項６】
前記圧電セラミックス前駆体膜を加熱して結晶化する工程の反応経路が一つであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の圧電セラミックス膜の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載する圧電セラミックス膜の製造方法により製造された圧電セラミックス膜と、前記圧電セラミックス膜に電圧を印加する電極とを有することを特徴とする圧電素子。
【請求項８】
請求項７に記載する圧電素子を、ノズル開口に連通する圧力発生室内の液体を前記ノズル開口から吐出させるための圧力を発生させる圧力発生手段として具備することを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項９】
同一ウェハー内で製造された複数の前記圧電素子を有することを特徴とする請求項８に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１０】
請求項８または９に記載する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。
【請求項１１】
請求項７に記載する圧電素子を有することを特徴とするセンサー。
【請求項１２】
Ｚｒ，Ｔｉ及びＰｂを有する錯体と溶媒とを有し、錯体のＺｒ，Ｔｉ及びＰｂの配位子が同一で且つ前記配位子が溶媒と同じものであることを特徴とする圧電セラミックス膜形成用組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッド等に使用される圧電素子等を構成する圧電セラミックス膜の製造方法、圧電素子、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びに圧電セラミックス膜形成用組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドに用いられる圧電素子としては、電気的機械変換機能を呈する圧電材料、例えば、結晶化した誘電材料からなる圧電体層（圧電セラミックス膜）を、２つの電極で挟んで構成されたものがある。このような圧電素子は、例えば撓み振動モードのアクチュエーター装置として液体噴射ヘッドに搭載される。液体噴射ヘッドの代表例としては、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として吐出させるインクジェット式記録ヘッドがある。
【０００３】
このような圧電素子を構成する圧電セラミックス膜として用いられる圧電材料には高い圧電特性が求められており、代表例として、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が挙げられる（特許文献１参照）。そして、圧電セラミックス膜の成膜方法としては、有機金属化合物を溶媒に溶解したコロイド溶液を被対象物上に塗布した後、これを加熱して結晶化するゾル−ゲル法やＭＯＤ（Metal  Organic  Deposition）法等の化学溶液法が知られている。
【０００４】
このような化学溶液法で圧電セラミックス膜を製造すると、焼成温度等の製造条件の違いによって、製造される圧電セラミックス膜の圧電特性等の特性が変わるため、所望の特性の圧電セラミックス膜を得るためには製造条件を厳密に管理する必要があるという問題がある。例えば、ウェハー等の基板全面に圧電セラミックス膜を製造する場合、ウェハーの中心部と端部とでは加熱時の温度が数度異なる傾向があるため、得られる圧電セラミックス膜の特性にばらつきが生じてしまい、均一な圧電セラミックス膜が得難い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑み、所望の特性の圧電セラミックス膜を容易に製造できる圧電セラミックス膜の製造方法、圧電素子、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びに圧電セラミックス膜形成用組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の態様は、Ｚｒ，Ｔｉ及びＰｂを有する錯体と溶媒とを有し、錯体のＺｒ，Ｔｉ及びＰｂの配位子が同一で且つ前記配位子が溶媒と同じものである圧電セラミックス膜形成用組成物により圧電セラミックス前駆体膜を形成する工程と、前記圧電セラミックス前駆体膜を加熱して結晶化する工程と、を有することを特徴とする圧電セラミックス膜の製造方法にある。
かかる態様では、Ｚｒ，Ｔｉ及びＰｂの配位子が同一で且つ溶媒と同じものである圧電セラミックス膜形成用組成物を用いることにより、有機金属化合物であるＺｒ，Ｔｉ及びＰｂを有する錯体の熱分解反応や酸化反応等の反応経路が単純になるため、焼成温度等の製造条件を厳密に管理しなくても、容易に所望の特性の圧電セラミックス膜を製造することができる。したがって、例えば、ウェハー等の基板全面に圧電セラミックス膜を製造する場合において、ウェハーの中心部と端部等の位置で加熱時の温度が多少異なっていても、均一な特性を有する圧電セラミックス膜を製造することができる。
【０００８】
また、前記配位子がアルコキシアルコキシ基を有する炭素数３〜６のアルコールであることが好ましい。これによれば、基板等への塗布性が良好で圧電セラミックス膜を良好に形成することができ、また、安定性が良好な圧電セラミックス膜形成用組成物を用いて、圧電セラミックス膜を製造することができる。
【０００９】
そして、前記溶媒が２−メトキシエタノール又はブトキシエタノールであってもよい。これによれば、扱いが容易で手に入りやすい２−メトキシエタノール及びブトキシエタノールを用いた圧電セラミックス膜形成用組成物を用いて、圧電セラミックス膜を製造することができる。
【００１０】
また、ポリエチレングリコール及びジエタノールアミンを含有しないことが好ましい。これによれば、Ｚｒ、ＴｉやＰｂに配位する作用が強いポリエチレングリコールやジエタノールアミンを含有しない圧電セラミックス膜形成用組成物を用いるため、Ｚｒ、Ｔｉ及びＰｂにポリエチレングリコールやジエタノールアミンも配位することによる、錯体の熱分解反応や酸化反応等の反応経路の複雑化が防止される、すなわち、副反応が防止されるため、所望の特性の圧電セラミックス膜を確実に製造することができる。
【００１１】
上記圧電セラミックス膜形成用組成物は、圧電セラミックス膜のＢサイトを構成し得る金属濃度の合計が０．１〜１．０ｍｏｌ／ｋｇであることが好ましい。これによれば、圧電セラミックス膜のクラックの発生の抑制や製造工程の簡素化を図ることができる。
【００１２】
また、前記圧電セラミックス前駆体膜を加熱して結晶化する工程の反応経路が一つであることが好ましい。これによれば、焼成温度等の製造条件を厳密に管理しなくても、容易に所望の特性の圧電セラミックス膜を確実に製造することができる。
【００１３】
本発明の他の態様は、上記態様の圧電セラミックス膜の製造方法により製造された圧電セラミックス膜と、前記圧電セラミックス膜に電圧を印加する電極とを有することを特徴とする圧電素子にある。かかる態様では、所望の圧電特性の圧電セラミックス膜を有する圧電素子となる。また、Ｚｒ，Ｔｉ及びＰｂを含有する圧電セラミックス膜を具備するので、圧電特性（歪み量）も優れている。
【００１４】
本発明の他の態様は、上記態様の圧電素子を、ノズル開口に連通する圧力発生室内の液体を前記ノズル開口から吐出させるための圧力を発生させる圧力発生手段として具備することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。かかる態様では、吐出特性に優れた液体噴射ヘッドとなる。
【００１５】
また、同一ウェハー内で製造された複数の前記圧電素子を有する液体噴射ヘッドとしてもよい。これによれば、中心部と端部等のウェハーの位置で加熱時の温度が多少異なる傾向がある同一のウェハー上に製造した複数の圧電素子を有する液体噴射ヘッドとしても、各圧電素子の圧電体層(圧電セラミックス膜)の圧電特性が均一になるので、吐出特性に優れた液体噴射ヘッドとなる。
【００１６】
また、本発明の他の態様は、上記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。かかる態様では、吐出特性に優れた液体噴射装置となる。
【００１７】
さらに、本発明の他の態様は、上記態様の圧電素子を有することを特徴とするセンサーにある。これによれば、感度特性に優れたセンサーとなる。
【００１８】
また、本発明の他の態様は、Ｚｒ，Ｔｉ及びＰｂを有する錯体と溶媒とを有し、錯体のＺｒ，Ｔｉ及びＰｂの配位子が同一で且つ前記配位子が溶媒と同じものであることを特徴とする圧電セラミックス膜形成用組成物にある。これによれば、Ｚｒ，Ｔｉ及びＰｂの配位子が同一で且つ溶媒と同じものとすることにより、有機金属化合物であるＺｒ，Ｔｉ及びＰｂを有する錯体の熱分解反応や酸化反応等の反応経路が単純になるため、焼成温度等の製造条件を厳密に管理しなくても、容易に所望の特性の圧電セラミックス膜を製造することができる。したがって、例えば、ウェハー等の基板全面に圧電セラミックス膜を製造する場合において、ウェハーの中心部と端部等の位置で加熱時の温度が多少異なっていても、均一な特性を有する圧電セラミックス膜を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１のＤＳＣ測定結果を示す図である。
【図２】実施例１の昇温レート５００℃/ｍｉｎでの重量減少率を示す図である。
【図３】実施例１の昇温レート５００℃/ｍｉｎでのFT-IR測定結果を示す図である。
【図４】実施例１の昇温レート５００℃/ｍｉｎでのGC-MS測定結果を示す図である。
【図５】（１００）面に由来するＸ線の回折ピークの半価幅を示す図である。
【図６】比較例１のＤＳＣ測定結果を示す図である。
【図７】活性化エネルギーを求める図である。
【図８】実施形態２に係る記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。
【図９】実施形態２に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。
【図１０】実施形態２に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図１１】実施形態２に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図１２】実施形態２に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図１３】実施形態２に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図１４】実施形態２に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る記録装置の概略構成を示す図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係るセンサーの概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（実施形態１）
本発明の圧電セラミックス膜形成用組成物は、強誘電体薄膜等の圧電セラミックス膜を形成するのに用いられる組成物であり、Ｚｒ，Ｔｉ及びＰｂを有する錯体と溶媒を有し、当該錯体のＺｒ，Ｔｉ及びＰｂの配位子が同一で、且つ、この配位子は溶媒と同じものである。
【００２１】
このように、本発明の圧電セラミックス膜形成用組成物においては、Ｚｒ，Ｔｉ及びＰｂを有する錯体を有し、これら錯体の配位子が同一である。配位子の種類に特に限定はないが、アルコキシアルコキシ基を含むカーボン数が３〜６個のアルコールが好ましい。なお、アルコキシアルコキシ基とは、−ＯＲ1ＯＲ2（Ｒ1、Ｒ2は、それぞれ独立に、炭素数１〜４のアルキル基である。）で表される基である。アルコキシアルコキシ基を有する配位子とすると、単純アルコキシ基に比べ加水分解を受け難く溶液としての安定性が良好であり、また、アルコールは基板等への塗布性が良好で且つ溶液としての安定性とを兼ね備えるためである。配位子の具体例としては、２メトキシエタノール、３メトキシ１プロパノール、１メトキシ２プロパノール、２エトキシエタノール、２プロポキシエタノール、２ブトキシエタノール、２イソプロポキシエタノール、１エトキシ２プロパノール、２ブトキシエタノール、２イソブトキシエタノール、３メトキシ１ブタノール等が挙げられる。
【００２２】
なお、Ｚｒ，Ｔｉ及びＰｂを有する錯体は、１分子中に１種類の金属を有する錯体でもよく、また、配位子を介して金属が結合する等して１分子中に複数種の金属を有する錯体でもよい。具体的には、例えば、Ｚｒを有する錯体とＴｉを有する錯体とＰｂを有する錯体を含有する圧電セラミックス膜形成用組成物としてもよく、Ｚｒ，Ｔｉ及びＰｂの全てを１分子中に有する錯体を含有する圧電セラミックス膜形成用組成物としてもよく、また、Ｚｒ及びＴｉを１分子中に有する錯体とＰｂを有する錯体とを含有する圧電セラミックス膜形成用組成物でもよく、そして、Ｚｒ及びＰｂを１分子中に有する錯体とＴｉ及びＰｂを１分子中に有する錯体とを含有する圧電セラミックス膜形成用組成物でもよく、さらに、これら種々の錯体を組み合わせて含有する圧電セラミックス膜形成用組成物でもよい。
【００２３】
そして、本発明の圧電セラミックス膜形成用組成物においては、溶媒が上記錯体の配位子と同一である。ここで、溶媒とは、圧電セラミックス膜を構成する金属、具体的には、Ｐｂ、Ｔｉ及びＺｒに配位していない成分であって、圧電セラミックス膜を形成する際の加熱工程で、分解等して圧電セラミックス膜内に残存しない成分をいう。溶媒の種類に特に限定はなく、錯体の配位子と同一であればよいが、例えば、２−メトキシエタノールや２−エトキシエタノール、２−ブトキシエタノール等が好ましい。なお、Ｚｒ，Ｔｉ及びＰｂの配位子が同一で、この配位子と溶媒が同一なので、溶媒は実質的に一種類のみからなる。
【００２４】
このように、Ｚｒ，Ｔｉ及びＰｂを有する錯体と溶媒とを有し、当該錯体のＺｒ，Ｔｉ及びＰｂの配位子が同一で且つ配位子と溶媒と同じものである圧電セラミックス膜形成用組成物とすることにより、圧電セラミックス膜を形成する際の反応経路が単純に、例えば反応経路が単一になる。詳述すると、圧電セラミックス膜形成用組成物を用いて圧電セラミックス膜を形成する際に、有機金属化合物であるＺｒ、ＴｉやＰｂを有する錯体の熱分解反応や酸化反応等が起こるが、本発明においては、配位子が同一で且つ溶媒と同じものであるので、副反応等が防止でき、反応経路が単純になる。したがって、例えば圧電セラミックス膜を形成する際の乾燥・脱脂・焼成等の加熱温度に多少の差が生じても同一の反応のみが起こるため、加熱温度等の製造条件を厳密に管理しなくても、容易に所望の特性の圧電セラミックス膜を製造することができる。例えば、ウェハー等の基板全面に圧電セラミックス膜を製造する場合、基板の中心部と端部等の位置で加熱時の温度が多少異なる傾向があるが、本発明の圧電セラミックス膜形成用組成物を用いれば、多少の温度差があっても同一の反応が生じるため、基板全面に均一な特性を有する圧電セラミックス膜を製造することができる。
【００２５】
一方、各錯体の配位子同士や溶媒が多種類であると、金属（Ｔｉ，Ｐｂ，Ｚｒ）に様々な形で配位した種々の錯体が圧電セラミックス膜形成用組成物に存在することになる。このような種々の錯体を含有する圧電セラミックス膜形成用組成物を用いて圧電セラミックス膜を製造すると、種々の錯体、配位子及び配位子が分解したものがそれぞれ反応するため反応経路が複雑化する。したがって、加熱温度等の製造条件によって生じる反応が変化しやすいため、製造条件によって得られる圧電セラミックス膜の配向性等の特性にばらつきが生じてしまう。
【００２６】
なお、各錯体の配位子同士や溶媒が完全に同一であると、反応経路を完全に一つにすることができるため好ましいが、各錯体の配位子同士や溶媒は完全に同一でなくても、反応経路がある程度単純化されるため、本発明の効果を発揮することができる。例えば、Ｔｉの配位子とＺｒの配位子と溶媒が同一で、この配位子がＰｂに５０モル％未満程度配位し残りはその他の配位子がＰｂに配位しているものであってもよい。勿論、その他の配位子、すなわち、揃えた配位子とは異なる構造の配位子は少ないほうが好ましく、例えば、金属（Ｔｉ，Ｐｂ，Ｚｒ）の配位子の総量の２０モル％以下程度とすることが好ましい。
【００２７】
また、本発明の圧電セラミックス膜形成用組成物は、Ｚｒ、Ｔｉ及びＰｂを含むため、これを加熱し結晶化して得られる圧電セラミックス膜は、Ｚｒ、Ｔｉ及びＰｂを含むペロブスカイト構造を有する複合酸化物である。なお、ペロブスカイト構造、すなわち、ＡＢＯ3型構造のＡサイトは酸素が１２配位しており、また、Ｂサイトは酸素が６配位して８面体（オクタヘドロン）をつくっている。そして、ＡサイトにＰｂが、ＢサイトにＺｒやＴｉが位置している。圧電セラミックス膜を形成する金属材料として、上記Ｚｒ、Ｔｉ及びＰｂのみを含有する圧電セラミックス膜形成用組成物の場合は、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3）を製造することができる。また、ニオブ、ニッケル、マグネシウム、ランタン等の金属をさらに含有する圧電セラミックス膜形成用組成物とすると、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）等からなる圧電セラミックス膜を製造することができる。もちろん、Ｚｒ，Ｔｉ及びＰｂ以外の金属を圧電セラミックス膜形成用組成物に含有させる場合は、その金属の配位子も、Ｚｒ，Ｔｉ及びＰｂを有する錯体の配位子や溶媒と同一にする。
【００２８】
また、圧電セラミックス膜形成用組成物の保存安定性を良好にするために、ポリエチレングリコールやジエタノールアミンを含有させることは可能だが、ポリエチレングリコールやジエタノールアミン以外の物質をＰｂ、Ｚｒ及びＴｉの配位子とする場合、ポリエチレングリコールやジエタノールアミンはＰｂ、Ｚｒ及びＴｉへの配位性能が高く、Ｐｂ、Ｚｒ及びＴｉに配位してしまうので、ポリエチレングリコールやジエタノールアミンは含有しないことが好ましい。なお、ポリエチレングリコールまたはジエタノールアミンをＰｂ、Ｚｒ及びＴｉに配位させて、ポリエチレングリコールまたはジエタノールアミンを溶媒として用いて圧電セラミックス膜形成用組成物としても、本発明の効果を発揮することができる。
【００２９】
そして、本発明の圧電セラミックス膜形成用組成物の濃度に特に限定はないが、圧電セラミックスのＢサイトを構成し得る金属、すなわち、Ｔｉ及びＺｒの濃度の合計が、０．１〜１．０ｍｏｌ／ｋｇであることが好ましい。１．０ｍｏｌ／ｋｇ以下とすると膜厚が厚くなることによる圧電セラミックス膜のクラックの発生を抑制することができ、また、０．１ｍｏｌ／ｋｇ以上とするとある程度膜厚を厚くできるので、積層する工程の簡素化ができるためである。なお、各金属の割合に特に限定はなく、圧電セラミックス膜が製造できればよいが、例えば、モル比で、Ｐｂ：Ｚｒ：Ｔｉ＝１．０〜１．３：０．３〜０．８：０．７〜０．２で、Ｚｒ＋Ｔｉは１．０とする。
【００３０】
このような本発明の圧電セラミックス膜形成用組成物の製造方法は特に限定されないが、例えば、以下の方法で製造することができる。まず、Ｚｒのアルコキシドと、Ｔｉのアルコキシドを、目的とする配位子と同一の溶媒中で混合し、配位子を交換する反応を生じる共に交換された配位子を留去できる温度であって酸化分解反応等が起こらない温度、例えば１２０〜１６０℃程度で加熱する。これにより、Ｚｒに配位しているアルコキシド及びＴｉに配位しているアルコキシドと溶媒とを交換し、Ｚｒ及びＴｉに目的とする配位子が配位した錯体が形成されると共に、Ｚｒ及びＴｉに配位していたアルコキシドにより生成したアルコールを留去する。次いで、この溶液に酢酸鉛を添加し、例えば１２０〜１６０℃程度で加熱する。これにより、Ｐｂに配位している酢酸と溶媒とを交換し、Ｐｂに目的とする配位子が配位した錯体が形成されると共に、Ｐｂに配位していた酢酸を留去する。なお、さらに必要に応じて溶媒で希釈または溶媒を一部除去することにより、圧電セラミックス膜形成用組成物の金属濃度を調整することができる。このように、１種類の溶媒を用い、加熱してこの溶媒をＺｒ、Ｔｉ、Ｐｂに配位させると共に、この溶媒、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｐｂ及び配位子以外の成分を留去することにより、本発明の圧電セラミックス膜形成用組成物を製造することができる。上述した例では、目的とする配位子と同一の溶媒が主溶媒（例えば、溶媒全体の５０質量％好ましくは８０質量％以上を占める）であるが、目的とする配位子と同一ではない溶媒、具体的には、生成される水やエステルが残存してもよい。なお、加熱温度は、配位子の配位の強さ、揮発性や分解性を考慮して調整すればよい。また、上述した例では、ＺｒやＴｉの原料の例としてアルコキシドを、また、Ｐｂの原料の例として酢酸鉛を例示したが、これに限定されず、例えば、金属アルコキシド、有機酸塩、βジケトン錯体、ハロゲン化物等でもよい。
【００３１】
なお、本発明の圧電セラミックス膜形成用組成物を用いて圧電セラミックス膜を製造する方法に特に制限はないが、有機金属化合物を反応させる、例えば、圧電セラミックス膜形成用組成物を塗布乾燥し、さらに高温で焼成して結晶化することで金属酸化物からなる圧電セラミックス膜を得る、ゾル−ゲル法やＭＯＤ（Metal  Organic  Deposition）法等の化学溶液法により製造することができる。具体的には、例えば、まず圧電セラミックス膜形成用組成物を被対象物上にスピンコート法、ディップコート法、インクジェット法等で塗布し圧電セラミックス前駆体膜を形成する（塗布工程）。次いで、この圧電セラミックス前駆体膜を所定温度（例えば１４０〜２００℃程度）に加熱して一定時間乾燥させる（乾燥工程）。次に、乾燥した圧電セラミックス前駆体膜を所定温度（例えば３００〜５００℃程度）に加熱して一定時間保持することによって脱脂する（脱脂工程）。なお、ここで言う脱脂とは、圧電セラミックス前駆体膜に含まれる有機成分を、例えば、ＮＯ2、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ等として離脱させることである。
【００３２】
次に、圧電セラミックス前駆体膜を所定温度（例えば６００〜８００℃程度）に加熱して一定時間保持することによって結晶化させ、例えば０．１〜２．０μｍの圧電セラミックス膜を形成する（焼成工程）。
【００３３】
これらの乾燥工程、脱脂工程や、焼成工程で加熱されることにより、Ｚｒ，Ｔｉ及びＰｂ等の金属の錯体は反応するが、本発明の圧電セラミックス膜形成用組成物を用いて圧電セラミックス膜を製造すると、圧電セラミックス膜を形成する金属の配位子及び溶媒が揃っているため、揃っていない場合に比べて、反応が単純化する、例えば、反応経路が一つになるため、加熱温度等の製造条件が多少ずれても、目的とする圧電セラミックス膜を形成することができる。なお、乾燥工程、脱脂工程及び焼成工程で用いられる加熱装置としては、例えば、赤外線ランプの照射により加熱するＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）装置やホットプレート等が挙げられる。また、上記では一定時間所定温度に保持した状態で、乾燥・脱脂・焼成行う方法を例示したが、昇温し続けてもよい。
【００３４】
また、上述した塗布工程、乾燥工程及び脱脂工程や、塗布工程、乾燥工程、脱脂工程及び焼成工程を所望の膜厚等に応じて複数回繰り返すことにより、複数層の圧電セラミックス膜からなるものとしてもよい。
【００３５】
以下、本発明の圧電セラミックス膜形成用組成物を用いて製造した圧電セラミックス膜について、下記実施例等に基づいてさらに詳細に説明する。
【００３６】
（実施例１）
＜圧電セラミックス膜形成用組成物の製造＞
ジルコニウムテトライソプロポキシド（Ｚｒ（Ｏ−ｉ−Ｐｒ）4）０．０６１モル及びチタニウムテトライソプロポキシド（Ｔｉ（Ｏ−ｉ−Ｐｒ）4）０．０６１モルを２メトキシエタノール溶媒中で混合し、１２５℃で加熱攪拌した。これにより、溶媒である２メトキシエタノールとアルコキシドのアルコール交換反応が生じ、生成したイソプロパノール（ＩＰＡ）を常圧留去した。ここに酢酸鉛（Ｐｂ（ＣＨ3ＣＯＯ）2）０．１４３モルを添加し、１２５℃で加熱攪拌した。これにより、溶媒と酢酸の反応が生じ、生成した酢酸を常圧留去した。その後、得られた溶液を２メトキシエタノールで圧電セラミックスのＢサイトを構成し得る金属の濃度の合計が０．５ｍｏｌ／ｋｇになるように濃度調整して、圧電セラミックス膜形成用組成物とした。なお、この圧電セラミックス膜形成用組成物においては、Ｐｂ、Ｚｒ及びＴｉの配位子及び溶媒は、２メトキシエタノールであり、各金属の配位子と溶媒とが同一になる。
【００３７】
＜圧電セラミックス膜形成用組成物熱分解反応の分析＞
この圧電セラミックス膜形成用組成物の示差走査熱量測定（ＤＳＣ測定）を昇温レートを５０℃／ｍｉｎ、１００℃／ｍｉｎ、３００℃／ｍｉｎ及び５００℃／ｍｉｎに変えて行い、昇温レートを変えた際の温度と熱流との関係を求めた。結果を図１に示す。また、熱重量測定（ＴＧ測定）により重量減少率も測定した。更に、ガスクロマトグラフィー／質量分析法（ＧＣ-ＭＳ）により、熱分解反応の際に発生したガス種の同定および定量を行なった。そして、フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ）で、この反応に伴う構造の変化を分析した。結果の一例として、昇温レートを５００℃／ｍｉｎとしたものについて、重量減少率をＤＳＣ測定結果と共に図２に、ＦＴ−ＩＲを図３に、また、発生したガス種、ガス量を図４に示す。
【００３８】
＜圧電セラミックス膜の製造＞
この圧電セラミックス膜形成用組成物を使用し、プラチナ被覆シリコン基板上にスピンコート法により圧電セラミックス薄膜を形成した。その手法は以下のとおりである。まず、圧電セラミックス膜形成用組成物を基板上に滴下し、１０００ｒｐｍで基板を回転させて圧電セラミックス前駆体膜を形成した（塗布工程）。次に１４０℃で３分間、４００℃で３分間加熱した（乾燥及び脱脂工程）。その後、酸素雰囲気中で７００℃で５分間焼成して結晶化させた。この工程を６回繰り返し、厚さ約１．２μｍの圧電セラミックス膜を形成した。
【００３９】
なお、上記工程中、脱脂工程の温度を、２００℃、２５０℃、３００℃、３５０℃及び４００℃として、圧電セラミックス膜を製造した。得られた圧電セラミックス膜をパナリティカル社製の「Ｘ’ＰＥＲＴ」を用い、Ｘ線源にＣｕＫα線を使用し、室温で粉末Ｘ線回折パターンを求め、（１００）面に由来するＸ線の回折ピークの半価幅を求めた。結果を図５に示す。
【００４０】
（実施例２）
ジルコニウムテトライソプロポキシド（Ｚｒ（Ｏ−ｉ−Ｐｒ）4）０．０６１モル及びチタニウムテトライソプロポキシド（Ｔｉ（Ｏ−ｉ−Ｐｒ）4）０．０６１モルを２ブトキシエタノール溶媒中で混合し、１２５℃で加熱攪拌した。これにより、溶媒である２ブトキシエタノールとアルコキシドのアルコール交換反応が生じ、生成したイソプロパノール（ＩＰＡ）を常圧留去した。ここに酢酸鉛（Ｐｂ（ＣＨ3ＣＯＯ）2）０．１４３モルを添加し、１２５℃で加熱攪拌した。これにより、溶媒と酢酸の反応が生じ、生成した酢酸を常圧留去した。その後、得られた溶液を２ブトキシエタノールで０．５ｍｏｌ／ｋｇに濃度調整して、圧電セラミックス膜形成用組成物とした。なお、この圧電セラミックス膜形成用組成物においては、Ｐｂ、Ｚｒ及びＴｉの配位子及び溶媒は、２ブトキシエタノールであり、各金属の配位子と溶媒とが同一になる。
【００４１】
（比較例１）
＜圧電セラミックス膜形成用組成物の製造＞
２−ｎ−ブトキシエタノール１０００ｍＬに、酢酸鉛三水和物（Ｐｂ（ＣＨ3ＣＯＯ）2・３Ｈ2Ｏ）０．６モルとジルコニウムアセチルアセトナート（Ｚｒ（ＣＨ3ＣＯＣＨＣＯＣＨ3）4）０．２６モルを加え、１５０℃で２時間、加熱撹拌を行った。この溶液に、チタニウムテトライソプロポキシド（Ｔｉ（Ｏ−ｉ−Ｐｒ）4）０．２４モルを加え、１５０℃で２時間、さらに撹拌を行った。次いで、この溶液に０．０００５モルの水と２−ｎ−ブトキシエタノールとの混合物を滴下し、充分に攪拌して加水分解させた。その後、安定化剤として、イミノジエタノールを１．５モル添加した後、充分に攪拌して均質なゾルとして、比較例１の圧電セラミックス膜形成用組成物とした。なお、この比較例１の圧電セラミックス膜形成用組成物においては、錯体の主な配位子及び溶媒は、２−ｎ−ブトキシエタノール、水、イミノジエタノールである。
【００４２】
＜圧電セラミックス膜形成用組成物熱分解反応の分析＞
この比較例１の圧電セラミックス膜形成用組成物を用いて、実施例１の＜圧電セラミックス膜形成用組成物熱分解反応の分析＞と同様に、ＤＳＣ測定及びＧＣ−ＭＳ測定を行なった。ＤＳＣ測定結果を図６に示す。
【００４３】
＜圧電セラミックス膜の製造＞
また、この比較例１の圧電セラミックス膜形成用組成物を用いて、実施例１の＜圧電セラミックス膜の製造＞と同様の操作を行った。（１００）面に由来するＸ線の回折ピークの半価幅については、図５に示す。
【００４４】
この結果、実施例１では図１に示すように、昇温レートを変化させる、すなわち、反応速度を変化させても、熱分解反応に由来するピークの形状はほぼかわらず、ピークの数が同じで、ピークの再現性があり、シフトの連続性があった。よって、反応経路が一定であることがわかった。
【００４５】
また、図５に示すように、実施例１では脱脂温度を２００℃、２５０℃、３００℃、３５０℃及び４００℃と変化させても、得られた圧電セラミックス膜の（１００）面に由来するＸ線の回折ピークの半価幅の差は０．０２２と小さく、ほぼ一定でばらつきがみられず、脱脂温度にかかわらず、均一な特性を有する圧電セラミックス膜が製造されていた。すなわち、製造条件の変動に対して、結晶性等の特性の変動が少ないという効果を奏することが確認された。
【００４６】
また、重量減少率の測定結果から、実施例１では、１５０℃付近で熱分解反応が開始し、２５０℃付近から分解反応速度が早くなっていた。また、ＦＴ−ＩＲやＧＣ−ＭＳの測定結果から、１５０〜４００℃で酢酸メトキシエチルとメチルセロソルブがほぼ同時に分解により別々に生成していることが分かった。このことからも、実施例１の圧電セラミックス膜形成用組成物において、錯体の主な配位子及び溶媒は２メトキシエタノールであること及び原料の酢酸鉛に配位していた酢酸も若干残存していることが分かる。なお、この酢酸は、ＤＳＣ測定結果からも分かるように、反応パスに影響をあたえていない。
したがって、実施例１では、反応及び生成物は熱履歴、すなわち、加熱条件によらず、一定であることが分かった。
【００４７】
一方、比較例１では、図６に示すように、昇温レートを変化させる、すなわち、反応速度を変化させると、熱分解反応に由来するピークの形状が大きく変わり、ピークの数が異なり、ピークの再現性やピークシフトの連続性がなく、反応速度により反応経路が変わることが確認された。したがって、製造条件が異なると、異なる反応が生じるため、得られる圧電セラミックス膜の特性がばらつくことが分かる。
【００４８】
また、図５に示すように、比較例１では、加熱温度を変化させると、得られた圧電セラミックス膜の（１００）面に由来するＸ線の回折ピークの半価幅の差は０．１２６と実施例１と比較して顕著に大きく、加熱条件が変わると、得られる圧電セラミックス膜の特性がばらつき、均一な圧電セラミックス膜が得られないことが確認された。
【００４９】
また、実施例１では、全温度範囲で同一の物質が分解により生成していたことがＧＣ−ＭＳ測定で確認されたが、比較例１では、限定的な温度で生成していた。具体的には、酢酸が１５０〜３２５℃付近で、アセチルアセトンが２２０〜２５５℃付近で、ジエタノールアミンが１５０〜２００℃及び２２５〜３５０℃付近で、また、ポリエチレングリコールが１５０〜２００℃及び３５０〜４００℃付近で生成していた。したがって、比較例１では、温度域によって、分解性生物が異なっており、温度が異なると、異なる反応がおこっていることが、確認された。
したがって、比較例１では、反応及び生成物は熱履歴、すなわち、加熱条件を変えると、変わることが分かった。
【００５０】
ここで、実施例１と比較例１の圧電セラミックス膜形成用組成物に関して、反応速度と反応温度の関係（ｋ＝反応速度定数）を示すアレニウスの式ｋ＝Ａｅｘｐ（−Ｅa／ＲＴ）、ｌｎ（ｋ）＝−Ｅa／ＲＴ＋ｌｎ（Ａ）から、温度の逆数に対し、ｌｎ（ｋ）をプロットすると、その傾きより活性化エネルギーが求められる。そして、本明細書では、示差走査熱量分析を行なったのでその結果を用いて、ｋを昇温レート、Ｔをピークトップ（反応速度最大点）としてプロットする（Kissingerプロット）ことにより、圧電セラミックス膜形成用組成物の熱分解反応の活性化エネルギーを求めた。プロットした結果を図７に示す。この結果、活性化エネルギーは、実施例１では０．３２ｅＶ、比較例１では０．６３ｅＶであった。したがって、実施例１は、活性化エネルギーが顕著に低く、同じ反応が安定的に生じることが分かった。
【００５１】
（実施形態２）
以下、図８及び図９を参照して、本発明の上記圧電セラミックス膜形成用組成物により形成された圧電セラミックス膜を圧電素子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８は、本発明の実施形態２に係る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構成を示す分解斜視図であり、図９は、図８の平面図（図９（ａ））及びそのＡ−Ａ′線断面図（図９（ｂ））である。
【００５２】
図８及び図９に示すように、本実施形態の流路形成基板１０は、シリコン単結晶基板からなり、その一方の面には二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。
【００５３】
流路形成基板１０には、複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４及び連通路１５を介して連通されている。連通部１３は、後述する保護基板のリザーバー部３１と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバーの一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。なお、本実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路１４を形成したが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。本実施形態では、流路形成基板１０には、圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５からなる液体流路が設けられていることになる。
【００５４】
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によって固着されている。なお、ノズルプレート２０は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス鋼等からなる。
【００５５】
一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、酸化ジルコニウム等からなる絶縁体膜５５が形成されている。
【００５６】
さらに、この絶縁体膜５５上には、第１電極６０と、厚さが２μｍ以下、好ましくは０．３〜１．５μｍの薄膜の圧電体層７０と、第２電極８０とが、積層形成されて、圧電素子３００を構成している。本実施形態の圧電体層７０は、実施形態１の圧電セラミックス膜形成用組成物、具体的には、Ｚｒ，Ｔｉ及びＰｂを有する錯体と溶媒とを有し、当該錯体の配位子が同一で且つ溶媒と同じものである圧電セラミックス膜形成用組成物を用いて化学溶液法で形成されている。
【００５７】
なお、圧電素子３００は、第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極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層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。本実施形態では、第１電極６０を圧電素子３００の共通電極とし、第２電極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。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アクチュエーター装置と称する。なお、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び第１電極６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、第１電極６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。
【００５８】
そして、本実施形態においては、上述したように、圧電体層７０が、実施形態１のＺｒ，Ｔｉ及びＰｂを有する錯体と溶媒とを有し、当該錯体の配位子が同一で且つ溶媒と同じものである圧電セラミックス膜形成用組成物により形成されているため、図８に示すように複数の圧電素子３００を有する場合であっても、各圧電素子３００の圧電体層７０同士の結晶性等の特性が均一なので、吐出特性が一定した安定したインクジェット式記録ヘッドとなる。例えば、インクジェット式記録ヘッドが有する各圧電素子３００の圧電体層７０についてＸ線回折広角法（ＸＲＤ）によって測定した（１００）面に由来するＸ線の回折ピークの半価幅の差を０．０５度以下とすることができる。ここで、Ｘ線回折広角法によって圧電体層７０を測定すると、（１００）面、（１１０）面及び（１１１）面等に相当する回折強度のピークが発生する。そして、「半価幅」とは、Ｘ線回折広角法により測定されたＸ線回折チャートで示されるロッキングカーブの各結晶面に相当するピーク強度の半価での幅のことを言う。なお、（１００）面の半価幅は、圧電体層７０の厚さ方向の結晶格子のズレを示しており、圧電体層７０の厚さ方向の結晶格子の大きさが揃っていた方が圧電体層７０の変位特性は優れているため、圧電体層７０の結晶格子の大きさのズレを示す（１００）面の半価幅が、小さいほど、変位特性が優れることになる。また、Ｚｒ，Ｔｉ及びＰｂを有するため、圧電特性も優れる。
【００５９】
このような圧電素子３００の個別電極である各第２電極８０には、インク供給路１４側の端部近傍から引き出され、絶縁体膜５５上にまで延設される、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が接続されている。
【００６０】
このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上、すなわち、第１電極６０、絶縁体膜５５及びリード電極９０上には、リザーバー１００の少なくとも一部を構成するリザーバー部３１を有する保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。このリザーバー部３１は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、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ー１００を構成している。また、流路形成基板１０の連通部１３を圧力発生室１２毎に複数に分割して、リザーバー部３１のみをリザーバーとしてもよい。さらに、例えば、流路形成基板１０に圧力発生室１２のみを設け、流路形成基板１０と保護基板３０との間に介在する部材（例えば、弾性膜５０、絶縁体膜５５等）にリザーバー１００と各圧力発生室１２とを連通するインク供給路１４を設けるようにしてもよい。
【００６１】
また、保護基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３２が設けられている。圧電素子保持部３２は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。
【００６２】
このような保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００６３】
また、保護基板３０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の端部近傍は、貫通孔３３内に露出するように設けられている。
【００６４】
また、保護基板３０上には、並設された圧電素子３００を駆動するための駆動回路１２０が固定されている。この駆動回路１２０としては、例えば、回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）等を用いることができる。そして、駆動回路１２０とリード電極９０とは、ボンディングワイヤー等の導電性ワイヤーからなる接続配線を介して電気的に接続されている。
【００６５】
また、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。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料からなり、この封止膜４１によってリザーバー部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、比較的硬質の材料で形成されている。この固定板４２のリザーバー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、リザーバー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。
【００６６】
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩでは、図示しない外部のインク供給手段と接続したインク導入口からインクを取り込み、リザーバー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、駆動回路１２０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第１電極６０と第２電極８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、第１電極６０及び圧電体層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。
【００６７】
次に、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドの製造方法の一例について、図１０〜図１４を参照して説明する。なお、図１０〜図１４は、圧力発生室の長手方向の断面図である。
【００６８】
まず、図１０（ａ）に示すように、シリコンウェハーである流路形成基板用ウェハー１１０の表面に弾性膜５０を構成する二酸化シリコン（ＳｉＯ2）等からなる二酸化シリコン膜を熱酸化等で形成する。次いで、図１０（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜）上に、酸化ジルコニウム等からなる絶縁体膜５５を、反応性スパッタ法や熱酸化等で形成する。
【００６９】
次に、図１１（ａ）に示すように、ＤＣスパッタ法等で白金やイリジウム等からなる第１電極６０を絶縁体膜５５の全面に亘って形成する。
【００７０】
次いで、第１電極６０上全面に亘って、圧電体層７０を積層する。圧電体層７０の製造方法は、上述したように実施形態１の圧電セラミックス膜形成用組成物を用いたものであれば、特に限定されない。具体的な製造方法は、実施形態１に記載した方法と同様であり、圧電セラミックス膜形成用組成物を塗布乾燥し、これを乾燥・脱脂した後、焼成して結晶化させることにより圧電セラミックス膜（圧電体層７０）を製造することができる。塗布工程、乾燥工程、脱脂工程及び焼成工程を複数回繰り返すことにより、複数層の圧電セラミックス膜からなる圧電体層７０を形成する具体例を以下に説明する。
【００７１】
まず、図１１（ｂ）に示すように、第１電極６０上に、実施形態１の圧電セラミックス膜形成用組成物をスピンコート法などを用いて、塗布して圧電体前駆体膜７１を形成する（塗布工程）。
【００７２】
次いで、この圧電体前駆体膜７１を所定温度に加熱して一定時間乾燥させる（乾燥工程）。次に、乾燥した圧電体前駆体膜７１を所定温度に加熱して一定時間保持することによって脱脂する（脱脂工程）。次に、図１１（ｃ）に示すように、圧電体前駆体膜７１を所定温度、例えば６００〜８００℃程度に加熱して一定時間保持することによって結晶化させ、圧電体膜７２を形成する（焼成工程）。
【００７３】
次に、図１２（ａ）に示すように、圧電体膜７２上に所定形状のレジスト（図示無し）をマスクとして第１電極６０及び圧電体膜７２の１層目をそれらの側面が傾斜するように同時にパターニングする。
【００７４】
次いで、レジストを剥離した後、上述した塗布工程、乾燥工程及び脱脂工程や、塗布工程、乾燥工程、脱脂工程及び焼成工程を所望の膜厚等に応じて複数回繰り返して複数の圧電体膜７２からなる圧電体層７０を形成することで、図１２（ｂ）に示すように複数層の圧電体膜７２からなる所定厚さの圧電体層７０を形成する。例えば、塗布溶液の１回あたりの膜厚が０．１μｍ程度の場合には、例えば、１０層の圧電体膜７２からなる圧電体層７０全体の膜厚は約１．１μｍ程度となる。
【００７５】
本実施形態においては、配位子及び溶媒が揃っている圧電セラミックス膜形成用組成物を用いているので、加熱する際に、種々の錯体、配位子及び配位子が分解等する副反応等が防止でき、反応経路が単純になるため、加熱温度等の製造条件が多少異なっていても、ほぼ同一の圧電特性を有する面内で均一な圧電セラミックス膜を製造することができる。
【００７６】
このように圧電体層７０を形成した後は、図１３（ａ）に示すように、圧電体層７０上に白金等からなる第２電極８０をスパッタリング法等で形成し、各圧力発生室１２に対向する領域に圧電体層７０や第２電極８０をそれぞれパターニングして、第１電極６０と圧電体層７０と第２電極８０からなる圧電素子３００を形成する。なお、圧電体層７０や第２電極８０のパターニングでは、所定形状に形成したレジスト（図示なし）を介してドライエッチングすることにより一括して行うことができる。
【００７７】
その後、必要に応じて、６００℃〜８００℃の温度域でポストアニールを行ってもよい。これにより、圧電体層７０と第１電極６０や第２電極８０との良好な界面を形成することができ、かつ、圧電体層７０の結晶性を改善することができる。
【００７８】
次に、図１３（ｂ）に示すように、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０を形成後、例えば、レジスト等からなるマスクパターン（図示なし）を介して各圧電素子３００毎にパターニングする。
【００７９】
次に、図１３（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０の圧電素子３００側に、シリコンウェハーであり複数の保護基板３０となる保護基板用ウェハー１３０を接着剤３５を介して接合した後に、流路形成基板用ウェハー１１０を所定の厚さに薄くする。
【００８０】
次に、図１４（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０上に、マスク膜５２を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、図１４（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０をマスク膜５２を介してＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング（ウェットエッチング）することにより、圧電素子３００に対応する圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５等を形成する。
【００８１】
その後は、流路形成基板用ウェハー１１０及び保護基板用ウェハー１３０の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、流路形成基板用ウェハー１１０の保護基板用ウェハー１３０とは反対側の面のマスク膜５２を除去した後にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板用ウェハー１３０にコンプライアンス基板４０を接合し、流路形成基板用ウェハー１１０等を図８に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０等に分割することによって、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩとする。
【００８２】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、流路形成基板１０として、シリコン単結晶基板を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、ＳＯＩ基板、ガラス等の材料を用いるようにしてもよい。
【００８３】
さらに、上述した実施形態では、基板（流路形成基板１０）上に第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極８０を順次積層した圧電素子３００を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電素子にも本発明を適用することができる。
【００８４】
また、これら実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、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、インクジェット式記録装置に搭載される。図１５は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。
【００８５】
図１５に示すインクジェット式記録装置ＩＩにおいて、インクジェット式記録ヘッドＩ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。
【００８６】
そして、駆動モーター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ー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に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【００８７】
なお、上述した実施形態２では、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挙げて説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）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が挙げられる。
【００８８】
また、本発明は、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搭載される圧電素子に限られず、超音波発信機等の超音波デバイス、超音波モーター、赤外センサー、超音波センサー、感熱センサー、圧力センサー、焦電センサー、加速度センサー、ジャイロセンサー等の各種センサー等の圧電素子にも同様に適用することができる。また、本発明は強誘電体メモリー等の強誘電体素子や、マイクロ液体ポンプ、薄膜セラミックスコンデンサー、ゲート絶縁膜等にも同様に適応することが出来る。
【００８９】
本発明の圧電セラミックス膜形成用組成物により形成した圧電セラミックス膜を適用した圧力センサーの一例について、図１６に示す圧力センサーの概略図を用いて説明する。図１６に示すように、圧力センサー４００は、第１電極６０及び第２電極８０の間に圧電セラミックス膜からなる圧電体層７０が設けられ、第１電極６０及び第２電極８０にコンデンサーが接続されている。なお、第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極８０は、上記実施形態２と同様の方法で製造することができる。
【００９０】
このような圧力センサーに、圧力により図中に矢印で示すように力が加わると、その力に応じて圧電体層７０から電荷が発生し、この発生した電荷がコンデンサーに送られる。そして、コンデンサーにおいてこの電荷の電位を測定することにより、圧力センサーに加えられた力（圧力）の大きさを求めることができる。
【符号の説明】
【００９１】
Ｉ  インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、  ＩＩ  インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、  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  リザーバー部、  ３２  圧電素子保持部、  ４０  コンプライアンス基板、  ６０  第１電極、  ７０  圧電体層、  ８０  第２電極、  ９０  リード電極、  １００  リザーバー、  １２０  駆動回路、  １２１  接続配線、  ３００  圧電素子、  ４００  圧力センサー
【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【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６】
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