(57)【要約】【課題】  鉛を含有せず、かつ変位特性の高い圧電素子を有する液体噴射ヘッド及びこれを用いた液体噴射装置を提供する。【解決手段】  液体噴射ヘッドＩは、液滴を噴射するノズルに連通する圧力発生室１２を備えた流路形成基板１０と、該流路形成基板上に設けられる圧電素子３００とを具備し、前記圧電素子が、圧電体層７０とこの圧電体層の両面に設けられる一対の電極とで構成されていると共に、前記圧電体層がＢａＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３及びＥｕ２Ｏ３を有する。液体噴射装置は、この液体噴射ヘッドを備える。【選択図】図１
2011066381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を噴射するノズルに連通した圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変動を生じさせる
圧電素子とを具備し、
前記圧電素子が、圧電体層と該圧電体層の両面に設けられた一対の電極とを有すると共
に、前記圧電体層がＢａＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３及びＥｕ２Ｏ３を有するペロブスカイト
型酸化物からなることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記圧電体層が、カリウム（Ｋ）をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の液体噴
射ヘッド。
【請求項３】
前記圧電体層が、シリコン（Ｓｉ）をさらに含むことを特徴とする請求項１又は２に記
載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドを備えた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】
本発明は液体噴射ヘッド及びそれを用いた液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。インクジェット式記録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、圧電セラミックスからなる圧電体層を、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、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。
【０００３】
圧電セラミックスとして、高い変位特性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用
いた液体噴射ヘッドが知られている（特許文献１参照）。しかし、環境汚染の観点から、
有害物質である鉛を含有しない圧電セラミックスを用いた液体噴射ヘッドが求められてい
る。ここで、従来より、鉛を含有しない圧電セラミックスとして、例えばＡＢＯ３で示さ
れるペロブスカイト構造を有するＢａＴｉＯ３が知られている（例えば、特許文献２参照
）。
【０００４】
しかしながら、ＢａＴｉＯ３からなる圧電セラミックスを液体噴射ヘッドの圧電素子と
して用いるには、ＢａＴｉＯ３の圧電特性は十分とは言えず、さらなる向上が望まれてい
る。このため、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）にチタン酸カルシウム（Ｃａ
ＴｉＯ３）を添加することで、耐電圧性を向上させたものが提案されている（例えば、特
許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２２３４０４号公報
【特許文献２】特開２０００−７２５３９号公報
【特許文献３】特開平６−２７９１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＢａＴｉＯ３にＣａＴｉＯ３を添加した圧電セラミックスを圧電素子に
用いた場合であっても、変位特性が十分ではないために、インクジェット式記録ヘッドの
噴射特性を十分に得ることができないという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、鉛を含有せず、かつ変位特性の高い圧電素子を有する
液体噴射ヘッド及びこれを用いた液体噴射装置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】
【０００８】
本発明の液体噴射ヘッドは、液滴を噴射するノズルに連通した圧力発生室と、該圧力発
生室に圧力変動を生じさせる圧電素子とを具備し、前記圧電素子が、圧電体層と該圧電体
層の両面に設けられた一対の電極とを有すると共に、前記圧電体層がＢａＴｉＯ３、Ｃａ
ＴｉＯ３及びＥｕ２Ｏ３を有するペロブスカイト型酸化物からなることを特徴とする。本
発明の液体噴射ヘッドは、圧電体層がＢａＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３及びＥｕ２Ｏ３を有す
ることで、鉛を含有せず、かつ変位特性が高い。このため、液体噴射ヘッドとしての噴射
特性を十分得ることができる。
【０００９】
また、前記圧電体層が、カリウム（Ｋ）をさらに含むか、シリコン（Ｓｉ）をさらに含
むことが好ましい。ＫかＳｉを含むことにより結晶化温度を低減することができるので、
より低温で圧電体層を形成することが可能である。
【００１０】
本発明の液体噴射装置は、前記液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする。かかる鉛を
含有せず、変位特性の高い圧電素子を有する液体噴射ヘッドを備えることで、環境に優し
く、かつ、液体噴射性能の高い液体噴射装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】実施形態に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。
【図３】実施形態に係る記録ヘッドの製造工程を示す模式的要部断面図である。
【図４】実施形態に係る記録ヘッドの製造工程を示す模式的要部断面図である。
【図５】実施形態に係る記録ヘッドの製造工程を示す模式的要部断面図である。
【図６】実施形態に係る記録ヘッドの製造工程を示す模式的要部断面図である。
【図７】実施形態に係る液体噴射装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（液体噴射ヘッド）
図１は、本発明の実施形態１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２は、図１の平面図及びそのＡ−Ａ′断面
図である。
【００１３】
図１及び図２に示すように、本実施形態の流路形成基板１０の一方面には弾性膜５０が
形成されている。流路形成基板１０は、例えば一方面の結晶面方位が（１１１）面に優先
配向したシリコン単結晶基板からなる。なお、本発明で「（１１１）面に優先配向してい
る」とは、全ての結晶が（１１１）面に配向している場合と、ほとんどの結晶（例えば、
９０％以上）が（１１１）面に配向している場合とを含むものである。弾性膜５０は、例
えば酸化シリコンからなる。なお、本実施形態ではシリコン単結晶基板は（１１１）面に
優先配向しているとしたが、これに限定されるものではない。
【００１４】
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１００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。
【００１５】
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。
【００１６】
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５
０が形成されている。この弾性膜５０上には、第１電極６０と、厚さが１０μｍ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。第１電極６０及び第２電極８０は、例えばプラチナ
（Ｐｔ）からなり、第１電極６０及び第２電極８０は、（１１１）面に優先配向している
。また、第１電極６０と弾性膜５０との間には、密着層６１が形成されている。密着層６
１としては、下電極膜６０と弾性膜５０との密着力を向上させるものであれば、特に限定
されず、例えば、厚さが１０〜５０ｎｍのチタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（
Ｔａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）及びタングステン（Ｗ）からなる群から選択される少なく
とも一つの元素を主成分とするものが挙げられる。このように第１電極６０と弾性膜５０
との間に密着層６１を設けることによって、弾性膜５０と第１電極６０との密着力を高め
ることができる。
【００１７】
ここで、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、変
位可能に設けられた圧電素子３００をアクチュエーター装置と称する。
【００１８】
第１電極６０上に形成される圧電体層７０は、ＢａＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、Ｅｕ２Ｏ
３を含有している。具体的には、圧電体層７０は、ＢａＴｉＯ３を主成分（例えば圧電体
層７０全体の９０％以上）とし、さらにＣａＴｉＯ３、Ｅｕ２Ｏ３を含有している（それ
ぞれ例えば圧電体層７０全体の２〜１０％、０．１〜５％）。このように、本実施形態に
おいては、圧電体層７０が、ＢａＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３及びＥｕ２Ｏ３を含有している
ことで、圧電素子３００は、耐電圧特性が高く、かつ、変位特性が高い。その結果、イン
クジェット式記録ヘッドＩは実用に耐えうるものとなる。以下、詳細に説明する。
【００１９】
従来、非鉛系圧電セラミックスとして知られていたＢａＴｉＯ３にＣａＴｉＯ３を添加
したものでは、耐電圧性が高いが変位特性が低く、インクジェット式記録ヘッドＩに搭載
される圧電素子３００の圧電体層７０として用いることができなかった。そこで、本実施
形態においては、ＢａＴｉＯ３に添加物としてＣａＴｉＯ３を含有させただけでなく、さ
らにＥｕ２Ｏ３を含有させている。このようにさらにＥｕ２Ｏ３を含有させることで、変
位特性を向上させることができる。この点については後述する実験例で詳細に説明する。
【００２０】
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、弾性膜５０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。
【００２１】
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
、弾性膜５０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１００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１
２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）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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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１２
０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１２１を介して電気的に接続され
ている。
【００２６】
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１
００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。
【００２７】
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、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。
【００２８】
（液体噴射ヘッドの製造方法）
図３〜図５を用いて本実施形態のインクジェット式記録ヘッドの製造方法について説明
する。図３〜図５は、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す断面図
である。
【００２９】
まず、図３（ａ）に示すように、流路形成基板１０が複数一体的に形成されるシリコン
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を構成する酸化膜５１
を形成する。この酸化膜５１の形成方法は特に限定されないが、本実施形態では、流路形
成基板用ウェハー１１０を熱酸化し、その表面に弾性膜５０となる二酸化シリコン膜５１
を形成している。
【００３０】
そして、図３（ｂ）に示すように、酸化膜５１上に密着層６１を形成する。密着層６１
の形成方法は特に限定されないが、スパッタリング法や、ＣＶＤ法等に形成することがで
きる。
【００３１】
次いで、図３（ｃ）に示すように、密着層６１上にプラチナ（Ｐｔ）からなり厚さが５
０〜５００ｎｍの第１電極６０を形成し、この第１電極６０及び密着層６１を所定形状に
パターニングする。第１電極６０の形成方法は特に限定されないが、スパッタリング法や
、ＣＶＤ法等により形成することができる。本実施形態では、スパッタリング法により形
成されている。パターニングとしては、例えば、反応性イオンエッチングやイオンミリン
グ等のドライエッチングが挙げられる。
【００３２】
次いで、図４（ａ）に示すように、ＢａＴｉＯ３を主成分とし、さらにＣａＴｉＯ３、
Ｅｕ２Ｏ３を含有している圧電体層７０を形成する。圧電体層７０の製造方法は、例えば
、ゾル−ゲル法、ＭＯＤ（Metal-Organic Decomposition）法やスパッタリング法等が挙
げられるが、本実施形態ではゾル−ゲル法を用いて圧電体層７０を形成している。これは
、後述する本実施形態のゾルを用いてゾル−ゲル法で圧電体層７０を形成することで、圧
電体層７０にクラックが発生することを抑制でき、かつ、コストを低減させることができ
るからである。
【００３３】
本実施形態のゾル−ゲル法において用いられるゾル（溶液）について以下説明する。本
実施形態のゾルは、ＣａＴｉＯ３ゾル及びＥｕ２Ｏ３ゾルを添加したＢａＴｉＯ３ゾル中
に、平均粒径が１０〜１００ｎｍのＢａＴｉＯ３からなる微粉をさらに添加したものであ
る。このように、通常圧電体層７０を形成するための金属有機化合物を含むゾルにパウダ
ー状のＢａＴｉＯ３を添加することで、ゾル中におけるＢａＴｉＯ３濃度を高くすること
ができる。これにより、固形分が増え、膜を厚く形成できると共に、ゾルが焼成時に収縮
しにくくなり、結果として応力が小さくなるのでクラックの発生を抑制することが可能で
ある。即ち、従来、ＢａＴｉＯ３系薄膜は、クラックが発生しやすいという問題があった
が、本実施形態では、このようにゾルにパウダーを添加することにより、クラックの発生
を効果的に抑制することができる。このようなＢａＴｉＯ３パウダーとしては、例えば堺
化学社製ＢＴ０１を用いることができる。
【００３４】
さらに、本実施形態で用いられるゾルには、結晶化温度を低下させるべく、カリウム（
Ｋ）及びシリコン（Ｓｉ）から選ばれた少なくとも一方を添加することが好ましい。即ち
、従来、ＢａＴｉＯ３系薄膜を形成する際には、結晶化温度が高いという問題があったが
、本実施形態では、このようにゾルにＫ及びＳｉから選ばれた少なくとも一方を添加する
ことで、結晶化温度を低くすることができる。この場合、Ｋ及びＳｉについては、それぞ
れゾル状態で添加することが可能である。
【００３５】
具体的な方法について以下説明する。第１電極６０が形成された流路形成基板１０上に
前述したゾル（溶液）を塗布し、圧電体前駆体膜とする（塗布工程）。ここで、圧電体前
駆体膜は、通常のＰＺＴ膜であれば、それぞれ厚さが０．５〜１．０μｍとなるように形
成するが、本実施形態では、１．０〜２．０μｍ、好ましくは１．５〜２．０μｍである
。これは、上述のように、本実施形態のゾルを用いて形成すると固溶分が多く、かつ圧電
体層７０にクラックが発生しにくいことから、厚く形成することができるものである。次
いで、所定温度に加熱して一定時間乾燥させる（乾燥工程）。例えば、本実施形態では、
１５０〜１８０℃で２〜１０分間保持することで乾燥させている。
【００３６】
次に、乾燥した圧電体前駆体膜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）。例えば、本実施形態では、圧電体前駆体膜を３００〜４５０℃程度
の温度に加熱して約２〜１０分保持することで脱脂した。なお、ここで言う脱脂とは、圧
電体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。次に、圧電体前駆体膜を赤外線加熱装置によって所定温度に加熱して一定
時間保持することによって結晶化させ、圧電体膜を形成する（焼成工程）。
【００３７】
これらの塗布工程、乾燥工程、脱脂工程及び焼成工程からなる圧電体膜形成工程を複数
回繰り返すことにより複数層の圧電体膜からなる圧電体層７０を形成する。ここで、本実
施形態では、上述したゾルを用いているので、クラックが発生しにくいので厚く圧電体前
駆体膜を形成することができので、圧電体膜形成工程の繰り返し回数が減り、コストを削
減することができる。
【００３８】
次に、図４（ａ）に示すように、圧電体層７０上に亘って、第２電極８０を形成する。
そして、その後図４（ｂ）に示すように、圧電体層７０及び第２電極８０を、各圧力発生
室１２に対向する領域にパターニングして圧電素子３００を形成する。圧電体層７０及び
第２電極８０のパターニングとしては、例えば、反応性イオンエッチングやイオンミリン
グ等のドライエッチングが挙げられる。
【００３９】
次に、リード電極９０を形成する。具体的には、図４（ｃ）に示すように、流路形成基
板用ウェハー１１０の全面に亘って、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３０
０毎にパターニングすることで形成される。
【００４０】
次に、図５（ａ）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を介して接合する。
【００４１】
次に、図５（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０を所定の厚みに薄くす
る。
【００４２】
次いで、図５（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０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６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。
【００４３】
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１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、図１に示すように本実施
形態のインクジェット式記録ヘッドＩとする。
【００４４】
（他の実施形態）
本実施形態では、圧電素子３００の別の製造方法について説明する。圧電素子３００の
製造方法以外は実施形態１と同一であるので省略する。
【００４５】
まず、圧電体層７０を得るための主成分の出発原料として、例えば、ＢａＣＯ３、Ｔｉ
Ｏ２、Ｅｕ２Ｏ３の粉末を用意し、これらの粉末を乾燥させた状態で所定比率となるよう
に秤量した後、例えば、純水、エタノール等を添加してボールミルで混合・粉砕して原料
混合物とする。さらに、この原料混合物を乾燥させた後、例えば、９００〜１１００℃で
合成（仮焼成）することで、ＢａＴｉＯ３と、Ｅｕ２Ｏ３とを含有する粉末が形成される
。
【００４６】
次に、この粉末にＣａＴｉＯ３液（ゾル）を添加してボールミルなどで混合し、混合物
を乾燥させた後、４００〜６００℃程度の温度で脱脂する。次いで、脱脂したものを粉砕
した粉末に所定量のバインダを添加して造粒し、金型プレス等によって所定圧力で成形す
る。そして成形したものを１０００〜１４００℃程度の温度で焼結することで、ＢａＴｉ
Ｏ３−ＣａＴｉＯ３−Ｅｕ２Ｏ３からなるいわゆるバルクの圧電材料が形成される。
【００４７】
その後、この圧電材料を研磨し、その両面にそれぞれ第１電極６０及び第２電極を形成
し、さらにポーリングや各種測定を行うことで、上述の圧電素子３００が形成される。形
成された圧電素子３００を流路形成基板用ウェハー１１０に搭載して、本実施形態のイン
クジェット式記録ヘッドとする。つまり、このような方法で圧電素子３００を形成するこ
とで、上述したように環境に優しく且つ温度変化に拘わらずインク滴を良好に噴射させる
ことができるインクジェット式記録ヘッドを実現することができる。
【００４８】
特に、本実施形態では、ＢａＴｉＯ３と、Ｅｕ２Ｏ３とを含有する粉末に、ＣａＴｉＯ
３液を添加している。すなわち、固相法と液相法とを併用して、圧電材料の製造途中にＣ
ａＴｉＯ３液を添加している。これにより、圧電体層７０の耐電圧特性や圧電特性をより
確実に改善することができる。勿論、ＣａＴｉＯ３は粉末の状態で添加するようにし、出
発原料として添加するようにしてもよい。
【００４９】
このような製造方法により得られた圧電体層７０の変位特性について、以下の実験例で
より詳細に説明する。
【００５０】
（実験例）
混合比率が重量比で９３：７となるように、ＢａＴｉＯ３にＣａＴｉＯ３を添加して、
１３５０℃で焼結し、試料１を作製した。また、試料１に対し重量比で０．５％のＥｕ２
Ｏ３をさらに添加した点以外は試料１と全て同一の工程により試料２を作製した。さらに
、試料２とはＥｕ２Ｏ３の添加量を試料１に対し重量比で０．５％から１％に変化させた
点以外は全て試料２と同一の工程により試料３を作製した。このようにして形成された試
料１〜３の変位特性（ｄ３３特性）を測定したところ、試料１は、１２８ｐＣ／Ｎであっ
た。また、試料２は、２０９ｐＣ／Ｎであり、試料３は、１８２ｐＣ／Ｎであった。従っ
て、Ｅｕ２Ｏ３をさらに添加することで、変位特性が向上することが分かった。また、温
度特性も向上した。
【００５１】
（インクジェット式記録装置）
図７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。
【００５２】
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。
【００５３】
上述した各実施形態では、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。
【００５４】
なお、上述した各実施形態では、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Ｅ
Ｌディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）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が挙げられる。
【符号の説明】
【００５５】
１  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、  ６１  密着層、  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
【図１】
2011066381.tif 000003
【図２】
2011066381.tif 000004
【図３】
2011066381.tif 000005
【図４】
2011066381.tif 000006
【図５】
2011066381.tif 000007
【図６】
2011066381.tif 000008
【図７】
2011066381.tif 000009