(57)【要約】【課題】信頼性の高い、圧電素子、圧電アクチュエーター、液滴噴射ヘッド及び液滴噴射装置を提供すること。【解決手段】基板１０と、基板１０の上に形成された第１導電層２０と、第１導電層２０の上に形成された圧電体層３０と、圧電体層３０の上に形成された第２導電層４０とを含む積層体１１０と、基板１０と、積層体１１０の上面及び側面とを覆うように形成された保護層５０と、保護層５０の上に形成され、保護層５０に形成された開口部５２を介して第２導電層４０と電気的に接続する配線層６０とを含み、保護層５０の材質は、有機系材料を含み、基板１０と配線層６０との間の保護層５０の厚さは、第２導電層４０と配線層６０との間の保護層５０の厚さよりも厚い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に形成された第１導電層と、前記第１導電層の上に形成された圧電体層と、前記圧電体層の上に形成された第２導電層とを含む積層体と、
前記基板と、前記積層体の上面及び側面とを覆うように形成された保護層と、
前記保護層の上に形成され、前記保護層に形成された開口部を介して前記第２導電層と電気的に接続する配線層とを含み、
前記保護層の材質は、有機系材料を含み、
前記基板と前記配線層との間の前記保護層の厚さは、前記第２導電層と前記配線層との間の前記保護層の厚さよりも厚い、圧電素子。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電素子において、
前記基板と前記配線層との間の前記保護層の厚さは、前記基板から見て、前記配線層が前記圧電体層の高さ以上となる厚さである、圧電素子。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれかに記載の圧電素子において、
前記保護層の材質は、感光性材料を含む、圧電素子。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の圧電素子を含む、圧電アクチュエーター。
【請求項５】
請求項４に記載の圧電アクチュエーターを含む、液滴噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項５に記載の液滴噴射ヘッドを含む、液滴噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子、圧電アクチュエーター、液滴噴射ヘッド及び液滴噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子の圧電体層に用いられるチタン酸ジルコン酸鉛（以下、本明細書において、「ＰＺＴ」と略すことがある。）などは、水分を吸収することにより絶縁破壊を起こすことがある。これを避けるために、圧電素子において、圧電体層を水分バリア層（保護膜）により被覆する技術が開示されている。特に、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などは良好な水分バリア性を有し、例えば、特許文献１や特許文献２には、圧電体層を酸化アルミニウム層で被覆した圧電素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１７８２９３号公報
【特許文献２】特開２００５−１４４８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１や特許文献２に開示されている圧電素子においては、圧電体層の厚みにより、圧電素子の上部電極に電圧信号を供給するためのリード配線に段差が生じている。リード配線に段差が生じると、段差部分に応力や電界が集中しやすいため、リード配線の信頼性を損なう可能性があった。
【０００５】
本発明のいくつかの態様によれば、信頼性の高い、圧電素子、圧電アクチュエーター、液滴噴射ヘッド及び液滴噴射装置を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の態様の１つである圧電素子は、
基板と、
前記基板の上に形成された第１導電層と、前記第１導電層の上に形成された圧電体層と、前記圧電体層の上に形成された第２導電層とを含む積層体と、
前記基板と、前記積層体の上面及び側面とを覆うように形成された保護層と、
前記保護層の上に形成され、前記保護層に形成された開口部を介して前記第２導電層と電気的に接続する配線層とを含み、
前記保護層の材質は、有機系材料を含み、
前記基板と前記配線層との間の前記保護層の厚さは、前記第２導電層と前記配線層との間の前記保護層の厚さよりも厚い。
【０００７】
本発明において、「上」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）の「上」に他の特定のもの（以下「Ｂ」という）を形成する」などと用いている。本発明において、この例のような場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上」という文言を用いている。
【０００８】
本発明によれば、基板と配線層との間の保護層の厚さが、第２導電層と配線層との間の保護層の厚さよりも厚いため、配線層の段差を小さくできる。これにより、信頼性の高い圧電素子が実現できる。
【０００９】
（２）本発明の態様の１つである圧電素子は、
前記基板と前記配線層との間の前記保護層の厚さは、前記基板から見て、前記配線層が前記圧電体層の高さ以上となる厚さであってもよい。
【００１０】
これにより、配線層の段差を極めて小さくできる。
【００１１】
（３）本発明の態様の１つである圧電素子は、
前記保護層の材質は、感光性材料を含んでもよい。
【００１２】
これにより、エッチングプロセスを用いることなく保護層を形成することができる。
【００１３】
（４）本発明の態様の１つである圧電アクチュエーターは、
これらのいずれかの圧電素子を含む。
【００１４】
本発明によれば、信頼性の高い圧電アクチュエーターを実現できる。
【００１５】
（５）本発明の態様の１つである液滴噴射ヘッドは、
これらのいずれかの圧電アクチュエーターを含む。
【００１６】
本発明によれば、信頼性の高い液滴噴射ヘッドを実現できる。
【００１７】
（６）本発明の態様の１つである液滴噴射装置は、
これらのいずれかの液滴噴射ヘッドを含む。
【００１８】
本発明によれば、信頼性の高い液滴噴射装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態の圧電素子を模式的に示す断面図。
【図２】本実施形態の圧電素子を模式的に示す平面図。
【図３】本実施形態の圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図４】本実施形態の圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図５】本実施形態の圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図６】本実施形態の圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図７】本実施形態の圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図８】本実施形態の圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図９】本実施形態の圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１０】本実施形態の圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１１】本実施形態の液滴噴射ヘッドの要部を模式的に示す断面図。
【図１２】本実施形態の液滴噴射装置を模式的に示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２１】
なお、本実施形態に係る記載では、「上」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）の「上」に他の特定のもの（以下「Ｂ」という）を形成する」などと用いている。本実施形態に係る記載では、この例のような場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上」という文言を用いている。同様に、「下」という文言は、Ａ下に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ下に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとする。
【００２２】
１．圧電素子及び圧電アクチュエーター
１−１．圧電素子及び圧電アクチュエーターの構造
図１は、本実施形態の圧電素子１００を模式的に示す断面図である。図２は、本実施形態の圧電素子１００を模式的に示す平面図である。
【００２３】
本実施形態に係る圧電素子１００は、基板１０と、積層体１１０と、保護層５０と、配線層６０とを含む。
【００２４】
積層体１１０は、第１導電層２０と、圧電体層３０と、第２導電層４０とを含む。
【００２５】
基板１０は、圧電素子１００が動作したときに機械的な出力を行う部材である。基板１０は、例えば、振動板を含んで構成され、圧電素子１００を含む圧電アクチュエーターの可動部分となることができ、圧力発生室などの壁の一部を構成していてもよい。基板１０の厚みは、用いる材質の弾性率などにしたがって最適に選ばれる。基板１０が圧電素子１００を含む圧電アクチュエーターの振動板である場合は、基板１０の厚みは、例えば、２００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下とすることができる。基板１０の厚みが２００ｎｍよりも薄いと、振動等の機械的出力を取り出しにくくなることがあり、２０００ｎｍよりも厚いと、振動等が生じなくなる場合がある。基板１０は、圧電体層３０の動作により、たわんだり振動したりすることができる。
【００２６】
基板１０の材質には、剛性および機械的強度の高い材料を含むことが望ましい。基板１０の材質としては、例えば、酸化ジルコニウム、窒化シリコン、酸化シリコンなどの無機酸化物、ステンレス鋼などの合金を用いることができる。これらのうち、基板１０の材質としては、化学的安定性および剛性の点で、酸化ジルコニウムが好適である。基板１０は、例示した物質の２種以上の積層構造であってもよい。
【００２７】
圧電素子１００は、図２に示すように、第１導電層２０と、圧電体層３０と、第２導電層４０とを含む積層体１１０を複数有することができる。
【００２８】
第１導電層２０は、基板１０の上に形成される。第１導電層２０は、基板１０に直接接して形成されてもよい。基板１０の上面が導電性を有する場合は、第１導電層２０と基板１０との間に絶縁性の部材を設けることができる。第１導電層２０は、第２導電層４０と対になり、圧電体層３０を挟む一方の電極として機能する。第１導電層２０は、例えば、図２に示すように、隣の積層体１１０の第１導電層２０と共通して構成することができる。第１導電層２０は、図示せぬ外部回路と電気的に接続されている。第１導電層２０の厚みは、基板１０に圧電体層３０の変形が伝達できる範囲であれば任意である。第１導電層２０の厚みは、例えば１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることができる。
【００２９】
第１導電層２０の材質は、前記機能を満足する導電性を有する物質である限り特に限定されない。第１導電層２０の材質として、例えば、ニッケル、イリジウム、白金などの各種の金属、それらの導電性酸化物（例えば酸化イリジウムなど）、ストロンチウムとルテニウムの複合酸化物、ランタンとニッケルの複合酸化物などを用いることができる。また、第１導電層２０は、前記例示した材料の単層でもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。
【００３０】
圧電体層３０は、第１導電層２０の上に設けられる。圧電体層３０は、図１および図２の例では、基板１０の上にも設けられている。圧電体層３０の厚みは、５００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下とすることができる。圧電体層３０の厚みが上記の範囲を外れると、基板１０を変形させるのに十分な変形が得られなくなる場合がある。圧電体層３０は、第１導電層２０及び第２導電層４０によって電界が印加されることで伸縮変形し、これにより基板１０をたわませたり振動させたりする。圧電体層３０には、圧電性を有する材料を用いることができる。
【００３１】
圧電体層３０の材質としては、一般式ＡＢＯ３で示されるペロブスカイト型酸化物が好適に用いられる。このような材質の具体的な例としては、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）（以下、本明細書において「ＰＺＴ」と略すことがある。）、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｂ）Ｏ３）（以下、本明細書において「ＰＺＴＮ」と略すことがある。）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、ニオブ酸カリウムナトリウム（（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３）などが挙げられる。これらのうち、圧電体層３０の材質としては、ＰＺＴ及びＰＺＴＮが、圧電性能が特に良好であるため好適である。
【００３２】
第２導電層４０は、圧電体層３０の上に形成される。第２導電層４０の厚みは、積層体１１０の動作に悪影響を与えない範囲であれば限定されない。第２導電層４０の厚みは、例えば５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下とすることができる。第２導電層４０の厚みが５０ｎｍよりも薄いと、電気抵抗が増大してしまうことがあり、２００ｎｍよりも大きいと、積層体１１０の変形を阻害してしまう場合がある。第２導電層４０は、第１導電層２０と対になり、圧電体層３０を挟む一方の電極として機能する。
【００３３】
第２導電層４０の材質は、前記機能を満足する導電性を有する物質である限り特に限定されない。第２導電層４０の材質として、例えば、ニッケル、イリジウム、金、白金などの各種の金属、それらの導電性酸化物（例えば酸化イリジウムなど）、ストロンチウムとルテニウムの複合酸化物、ランタンとニッケルの複合酸化物などを用いることができる。また、第２導電層４０は、例示した材料の単層でもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。
【００３４】
保護層５０は、基板１０と積層体１１０の上面及び側面とを覆うように形成される。図１の例では、第１導電層２０の表面にも形成されている。また、図２に示すように積層体１１０を複数有する場合には、複数の積層体１１０の間を埋めるように保護層５０が形成されていてもよい。保護層５０は、外部から拡散してくる水分、水素、及びその他の還元性の気体などの不純物が圧電体層３０へ侵入あるいは拡散し、圧電体層３０が劣化することを防止する機能を有する。すなわち保護層５０は、水分等の不純物のバリア性を有している。この機能により、圧電体層３０が不純物から保護され、圧電体層３０の側面を伝わって流れる漏れ電流を低減することができる。
【００３５】
保護層５０は、不純物のバリア性が高く、かつ、ヤング率のできるだけ小さい材質で形成されることが好ましい。このような材質として、保護層５０は、有機系材料を含む。有機系材料としては、パラキシリレン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ゴム系樹脂、シリコーン系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種あるいはそれらの変性体、などの有機化合物、及び有機／無機ハイブリッド系材料が挙げられる。保護層５０は、また、上記例示した材料から選ばれる少なくとも１種によって形成されることができる。
【００３６】
また、有機／無機ハイブリッド系材料は、ｎｍレベルで有機成分と無機成分を複合化させたものであり、有機材料と無機材料のメリットを相乗的に高めたものである。有機／無機ハイブリッド系材料の具体例としては、ポリシロキサン系の材料が挙げられる。
【００３７】
本実施形態において、基板１０と配線層６０との間の保護層５０の厚さＡは、第２導電層４０と配線層６０との間の保護層５０の厚さＢよりも厚い。これにより、リード配線となる配線層６０に生じる段差が緩和される。よって、段差部分に集中しやすい応力や電界を緩和することができる。したがって、信頼性の高い圧電アクチュエーターが実現できる。また、保護層５０の段差が緩和されることにより、配線層６０の形成が簡便になるため、歩留まりの向上や低コスト化にも寄与できる。
【００３８】
さらに、本実施形態において、基板１０と配線層６０との間の保護層５０の厚さＡは、基板１０から見て、配線層６０が圧電体層３０の高さＣ以上となる厚さである。図１に示す例では、基板１０と配線層６０との間の保護層５０の厚さＡは、基板１０と第２導電層４０との間の圧電体層３０のうち最も厚い部分の厚さと同一である。これにより、リード配線となる配線層６０に生じる段差がさらに緩和される。よって、段差部分に集中しやすい応力や電界を緩和することができる。したがって、信頼性の高い圧電アクチュエーターが実現できる。また、保護層５０の段差がさらに緩和されることにより、配線層６０の形成が簡便になるため、歩留まりの向上や低コスト化にも寄与できる。
【００３９】
さらに、保護層５０の材質は、感光性材料を含んでもよい。例えば、感光性材料として、感光性ポリイミド、ベンゾシクロブテン樹脂、エポキシ樹脂などを含んでもよい。感光性材料を用いることにより、エッチングプロセスを用いることなく、マスク露光によるパターニングを容易に行うことができる。
【００４０】
配線層６０は、保護層５０の上に形成され、保護層５０に形成された開口部５２を介して第２導電層４０と電気的に接続する。配線層６０は、少なくとも開口部５２を覆うように形成されてもよい。配線層６０は、第２導電層４０へのリード線を構成する。配線層６０は、ボンディングパッドと接続し、ワイヤーボンディングなどを介して図示せぬ外部回路と電気的に接続されている。
【００４１】
配線層６０の材質は、前記機能を満足する導電性を有する物質である限り特に限定されない。配線層６０の材質として、例えば、ニッケル、イリジウム、金、白金などの各種の金属、それらの導電性酸化物（例えば酸化イリジウムなど）、ストロンチウムとルテニウムの複合酸化物、ランタンとニッケルの複合酸化物などを用いることができる。また、配線層６０は、例示した材料の単層でもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。
【００４２】
１−２．圧電素子の製造方法
図３ないし図１０は、本実施形態の圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図である。図３ないし図１０は、図２のＡ−Ａ線に相当する断面を示している。
【００４３】
本実施形態の圧電素子１００の製造方法は、第１導電層２０を形成する工程と、圧電体層３０ａと第２導電層４０ａとを順次積層する工程と、第２導電層４０ａ及び圧電体層３０ａをパターニングして第２導電層４０及び圧電体層３０を形成する工程と、保護層５０を形成する工程と、配線層６０を形成する工程と、を含む。
【００４４】
まず、図３に示すように、基板１０を準備し、基板１０の上に、第１導電層２０ａを形成する。例えば、スパッタ法、真空蒸着、ＣＶＤ法などの方法で第１導電層２０ａを形成することができる。
【００４５】
次に、図４に示すように第１導電層２０ａをエッチングして、第１導電層２０を形成するパターニングを行う。フォトリソグラフィー等の方法で第１導電層２０ａのエッチングを行うことができる。
【００４６】
次に、圧電体層３０ａ及び第２導電層４０ａを順次積層する工程を行う。まず、図５に示すように、圧電体層３０ａを基板１０及び第１導電層２０の上に形成する。例えば、ゾルゲル法やＣＶＤ法などによって圧電体層３０ａを形成することができる。ゾルゲル法においては、原料溶液塗布、予備加熱、結晶化アニールの一連の作業を複数回繰り返して所望の膜厚にしてもよい。
【００４７】
次いで、図６に示すように、圧電体層３０ａの上に第２導電層４０ａを形成する。例えば、スパッタ法、真空蒸着、ＣＶＤ法などの方法で第２導電層４０ａを形成することができる。なお、圧電体層３０ａの結晶化アニールを、第２導電層４０ａを形成した後に行ってもよい。
【００４８】
次に、図７に示すように、第２導電層４０ａ及び圧電体層３０ａをパターニングして第１導電層２０、圧電体層３０及び第２導電層４０からなるキャパシタ構造の積層体１１０を形成する。例えば、フォトリソグラフィー等の方法を用いマスク等を形成して本工程を行うことができる。また、本工程において、フォトリソグラフィー等を複数回行ってもよい。例えば、公知のドライエッチング等の方法により、本工程のフォトリソグラフィーにおけるエッチングを行うことができる。
【００４９】
次に、図８に示すように、保護層５０を形成する工程を行う。例えば、液相プロセスにより保護層５０を形成する。液相プロセスとして、例えばスピンコート法、スリットコート法、スプレーコート法、バーコート法、インクジェット法のいずれかを用いてもよい。液相プロセスを用いることにより、保護層５０を形成するための前駆体材料が表面で拡散しやすくなり、簡便に保護層５０の表面を平坦に近づけることが可能になる。また、基板１０の表面自由エネルギーを、圧電体層３０や第２導電層４０の表面自由エネルギーよりも大きくしておくことが望ましい。表面自由エネルギーを制御しておくことにより、優先的に基板１０へ保護膜の前駆体材料が塗布できるため、さらに保護層５０の表面を平坦に近づけやすくなる。
【００５０】
この後、保護層５０に第２導電層４０への配線等のための開口部５２をパターニングによって形成することができる。さらに、必要に応じて、基板１０に形成された保護層５０をパターニングによって除去することができる。
【００５１】
保護層５０を形成する工程は、当該工程を行う前に下地の加熱処理を行うことがより好ましい。加熱処理の温度は、１００℃以上とすることができる。このようにすれば、保護層５０を形成する前に、下地に吸着している水分子等を除去することができるため、圧電体層３０の劣化をより抑制することができる。
【００５２】
また、保護層５０の材質に、感光性材料を用いた場合には、以下の手順により保護層５０を形成することができる。一例として、保護膜の材料として、感光性ポリイミド（例えば、東レ株式会社のＰＷ−１２１０）を用いる場合について説明する。
【００５３】
まず、前記材料をスピンコート法により基板１０及び積層体１１０の上に塗布する。膜厚は、濃度、スピンコートの回転数により調整する。次に、ベイクを行い、溶媒を除去する。次にフォトマスクを介して露光を行った後、現像を行い、所望のパターンを得る。その後、アニールを行い、所望の特性を有するポリイミド薄膜を得る。これにより、所望の保護層５０を形成することができる。
【００５４】
次に、図９に示すように、配線層６０ａを形成する工程を行う。例えば、スパッタ法、真空蒸着、ＣＶＤ法などの方法で配線層６０ａを形成することができる。
【００５５】
次に、図１０に示すように配線層６０ａをエッチングして、配線層６０を形成するパターニングを行う。フォトリソグラフィー等の方法で配線層６０ａのエッチングを行うことができる。
【００５６】
以上のようにして圧電素子１００が製造されるが、本実施形態の製造方法は、各工程の間に適宜他の部材を形成する工程や表面処理を行う工程を有することができる。
【００５７】
２．液滴噴射ヘッド
図１１は、液滴噴射ヘッド１０００の要部を模式的に示す断面図である。液滴噴射ヘッド１０００は、少なくとも、上述の圧電素子１００を含む圧電アクチュエーターと、圧力室基板４００と、ノズル板５００と、を有する。
【００５８】
圧力室基板４００は、圧電素子１００の積層体１１０の下に設けられる。圧力室基板４００は、圧力室４０２を有する。圧力室４０２には、噴射させる液体等が充填される。圧力室４０２は、図示せぬ流路に連続しており、該流路から圧力室４０２に液体等が供給されることができる。圧力室４０２は、流路を介して外部の液体リザーバ（図示せず）に通じている。圧力室４０２は、圧力室４０２の上面を構成する圧電素子１００の基板１０が変形することにより、体積が変化する。圧力室４０２の体積が変化すると、圧力室４０２内部の圧力が変化し、該圧力の変化によって、後述のノズル孔５０２から液体等を液滴として吐出させることができる。
【００５９】
ノズル板５００は、圧力室基板４００の下に設けられる。ノズル板５００は、ノズル孔５０２を有する。ノズル孔５０２は、圧力室４０２内の液体等を液滴として外部に吐出させるノズルであり、圧力室４０２に対応して設けられる。
【００６０】
圧力室基板４００及びノズル板５００の材質は、特に限定されない。例えば、圧力室基板４００及びノズル板５００の材質は、シリコン、ステンレス、ＳＵＳ、ニッケル、チタン、チタン合金などとすることができる。圧力室基板４００の材質にシリコンを採用すれば、シリコン基板を加工することにより圧力室基板４００及びノズル板５００を形成することができる。
【００６１】
液滴噴射ヘッド１０００は、圧電素子１００を有する。そのため、信頼性の高い液滴噴射ヘッドを実現できる。
【００６２】
本実施形態の液滴噴射ヘッドは、例えば、プリンター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ディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）、電気泳動ディスプレー等の電極やカラーフィルターの形成に用いられる液体材料噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機材料噴射ヘッドとしても好適に利用することができる。
【００６３】
３．液滴噴射装置
以下、本実施形態に係る液滴噴射装置として、液滴噴射ヘッド１０００にインクを充填し、該インクを吐出するインクジェット記録装置を一例として説明する。すなわち本発明の液滴噴射装置は、上述の液滴噴射ヘッド１０００を用いて、液体材料を噴射する装置全般を含むものである。
【００６４】
図１２は、本実施形態の液滴噴射装置２０００を模式的に示す斜視図である。液滴噴射装置２０００は、上述の液滴噴射ヘッド１０００を有する。液滴噴射装置２０００は、ヘッドユニット６３０と、駆動部６１０と、制御部６６０と、を含む。また、インクジェット記録装置２０００は、装置本体６２０と、給紙部６５０と、媒体Ｐ（記録用紙）を設置するトレイ６２１と、媒体Ｐを排出する排出口６２２と、装置本体６２０の上面に配置された操作パネル６７０と、を含むことができる。
【００６５】
ヘッドユニット６３０は、上述の液滴噴射ヘッド１０００から構成されるインクジェット式記録ヘッド（以下単に「ヘッド」ともいう）を有する。ヘッドユニット６３０は、さらに、ヘッドにインクを供給するインクカートリッジ６３１と、ヘッド及びインクカートリッジ６３１を搭載した運搬部（キャリッジ）６３２と、を備える。
【００６６】
駆動部６１０は、ヘッドユニット６３０を往復動させることができる。駆動部６１０は、ヘッドユニット６３０の駆動源となるキャリッジモーター６４１と、キャリッジモーター６４１の回転を受けて、ヘッドユニット６３０を往復動させる往復動機構６４２と、を有する。液滴噴射ヘッド１０００は、ヘッドユニット６３０の往復動の方向と、該ヘッドの各駆動ユニット１００の積層する方向とが一致するようにヘッドユニット６３０に取り付けられている。
【００６７】
往復動機構６４２は、その両端がフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸６４４と、キャリッジガイド軸６４４と平行に延在するタイミングベルト６４３と、を備える。キャリッジガイド軸６４４は、キャリッジ６３２が自在に往復動できるようにしながら、キャリッジ６３２を支持している。さらに、キャリッジ６３２は、タイミングベルト６４３の一部に固定されている。キャリッジモーター６４１の作動により、タイミングベルト６４３を走行させると、キャリッジガイド軸６４４に導かれて、ヘッドユニット６３０が往復動する。この往復動の際に、ヘッドから適宜インクが吐出され、媒体Ｐへの印刷が行われる。
【００６８】
制御部６６０は、ヘッドユニット６３０、駆動部６１０及び給紙部６５０を制御することができる。
【００６９】
給紙部６５０は、媒体Ｐをトレイ６２１からヘッドユニット６３０側へ送り込むことができる。給紙部６５０は、その駆動源となる給紙モーター６５１と、給紙モーター６５１の作動により回転する給紙ローラー６５２とを備える。給紙ローラー６５２は、媒体Ｐの送り経路を挟んで上下に対向する従動ローラー６５２ａ及び駆動ローラー６５２ｂを備える。駆動ローラー６５２ｂは、給紙モーター６５１に連結されている。制御部６６０によって給紙部６５０が駆動されると、媒体Ｐは、ヘッドユニット６３０の下を通過するように送られる。
【００７０】
ヘッドユニット６３０、駆動部６１０、制御部６６０及び給紙部６５０は、装置本体６２０の内部に設けられている。
【００７１】
液滴噴射装置２０００は、圧電素子１００を有する液滴噴射ヘッド１０００を含む。そのため、信頼性の高い液滴噴射装置を実現できる。
【００７２】
以上、本発明に係る液滴噴射装置の一例として、インクジェット記録装置としての液滴噴射装置２０００を説明したが、本発明に係る液滴噴射装置は、工業的にも利用することができる。この場合に吐出される液体（液状材料）としては、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整したものなどを用いることができる。例えば、本発明の液滴噴射装置は、例示したプリンター等の画像記録装置以外にも、液晶ディスプレー等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射装置、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）、電気泳動ディスプレー等の電極やカラーフィルターの形成に用いられる液体材料噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機材料噴射装置としても好適に用いられることができる。
【００７３】
なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、複数を適宜組み合わせることが可能である。
【００７４】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００７５】
１０  基板、２０，２０ａ  第１導電層、３０，３０ａ  圧電体層、４０，４０ａ  第２導電層、５０  保護層、５２  開口部、６０，６０ａ  配線層、１００  圧電アクチュエーター、１１０  積層体、４００  圧力室基板、４０２  圧力室、５００  ノズル板、５０２  ノズル孔、６１０  駆動部、６２０  装置本体、６２１  トレイ、６２２  排出口、６３０  ヘッドユニット、６３１  インクカートリッジ、６３２  運搬部（キャリッジ）、６４１  キャリッジモーター、６４２  往復動機構、６４３  タイミングベルト、６４４  キャリッジガイド軸、６５０  給紙部、６５１  給紙モーター、６５２  給紙ローラー、６５２ａ  従動ローラー、６５２ｂ  駆動ローラー、６６０  制御部、６７０  操作パネル、１０００  液滴噴射ヘッド、２０００  液滴噴射装置
【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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【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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