(57)【要約】【課題】圧電素子の特性の変化等が抑制された圧電素子、液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置を提供する。【解決手段】第１の層（下電極層２７）と第２の層（上電極層２９）との間に圧電体層（２８）が挟まれた圧電素子（１９）であって、第２の層（上電極層２９）の圧電体層（２８）側とは反対側に第３の層（共通金属層３０）が形成され、第２の層（上電極層２９）の端部は、第３の層（共通金属層３０）の端部より、一の方向側に形成され、一の方向における第３の層（共通金属層３０）の端部から第２の層（上電極層２９）の端部までの寸法は、一の方向と交差する二の方向における第２の層（上電極層２９）の第３の層（共通金属層３０）側の面から第３の層（共通金属層３０）の第２の層（上電極層２９）とは反対側の面までの寸法より、大きいことを特徴とする圧電素子（１９）。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の層と第２の層との間に圧電体層が挟まれた圧電素子であって、
前記第２の層の前記圧電体層側とは反対側に第３の層が形成され、
前記第２の層の端部は、前記第３の層の端部より、一の方向側に形成され、
前記一の方向における第３の層の前記端部から前記第２の層の前記端部までの寸法は、前記一の方向と交差する二の方向における前記第２の層の前記第３の層側の面から前記第３の層の前記第２の層側とは反対側の面までの寸法より、大きいことを特徴とする圧電素子。
【請求項２】
前記第２の層と前記第３の層との間に第４の層が形成され、
前記一の方向における前記第３の層の前記端部から前記第２の層の前記端部までの寸法、又は、前記一の方向における前記第４の層の端部から前記第２の層の前記端部までの寸法の何れか小さい方の寸法は、前記二の方向における前記第２の層の前記第３の層側の面から前記第３の層の前記第２の層側とは反対側の面までの寸法より、大きいことを特徴とする請求項１に記載の圧電素子。
【請求項３】
前記第３の層の前記端部は、前記第４の層の前記端部より、前記一の方向側に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の圧電素子。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の圧電素子を備えたことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項４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、圧電体層と複数の電極となる層とを備えた圧電素子、液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置は液体噴射ヘッドを備え、この噴射ヘッドから各種の液体を噴射する装置である。この液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式プリンターやインクジェット式プロッター等の画像記録装置があるが、最近ではごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を生かして各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。
【０００３】
上記の液体噴射ヘッドは、図８及び図９に示すように、圧力室９０の上面を区画する振動板９１と、圧力室９０内の液体に圧力変動を生じさせる圧電素子９２を備えている。なお、図８は従来の圧電素子９２を模式的に表した断面図であり、図９は平面図である。この圧電素子９２としては、図８に示すように、例えば、圧力室９０に近い側から順に形成された第１の導電層９３、圧電体層９４、第２の導電層９５、及び、金属層９６を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。ここで、金属層９６は、第２の導電層９５の端部領域に形成されている。また、金属層９６の膜厚は、他の導電層の膜厚に比べて比較的厚く形成されている。このように金属層９６を形成することで、第２の導電層９５の端部領域における圧電素子９２の変形を抑制することができる。また、当該金属層９６を介して圧電素子９２に電圧を供給する場合、電圧の低下を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２０８０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記したように金属層９６は比較的厚膜に形成されるため、図８に示すように、金属層９６等のエッチング後において、このエッチングに使用されたエッチング液９７（エッチャントともいう）が金属層９６の端部に取り残される虞があった。また、取り残されたエッチング液９７が移動し（図８における矢印）、又は、面方向に広がり、例えば、図９に示すように第２の導電層９５の境界に跨ってエッチング液９７が付着する虞もあった。このような状態（すなわち、第２の導電層９５の境界に跨ってエッチング液９７が付着した状態）で圧電素子９２に電圧が供給されると、第２の導電層９５からはみ出たエッチング液９７を介して第２の導電層９５よりも外側の部分の圧電体層９４に電界が付与され、圧電素子９２の特性が変化していた。その結果、個々の圧電素子９２の特性がばらつき易くなっていた。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧電素子の特性の変化等が抑制された圧電素子、液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の圧電素子は、上記目的を達成するために提案されたものであり、第１の層と第２の層との間に圧電体層が挟まれた圧電素子であって、
前記第２の層の前記圧電体層側とは反対側に第３の層が形成され、
前記第２の層の端部は、前記第３の層の端部より、一の方向側に形成され、
前記一の方向における第３の層の前記端部から前記第２の層の前記端部までの寸法は、前記一の方向と交差する二の方向における前記第２の層の前記第３の層側の面から前記第３の層の前記第２の層側とは反対側の面までの寸法より、大きいことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、たとえエッチング液が金属層の端部に残留したとしても、当該エッチング液が第２の層の端に移動することを抑制できる。その結果、第２の電極層よりも一の方向側、すなわち、外側の部分の圧電体層に電界が付与されることを抑制でき、圧電素子の特性の変化を抑制できる。
【０００９】
上記構成において、前記第２の層と前記第３の層との間に第４の層が形成され、
前記一の方向における前記第３の層の前記端部から前記第２の層の前記端部までの寸法、又は、前記一の方向における前記第４の層の端部から前記第２の層の前記端部までの寸法の何れか小さい方の寸法は、前記二の方向における前記第２の層の前記第３の層側の面から前記第３の層の前記第２の層側とは反対側の面までの寸法より、大きいことが望ましい。
【００１０】
この構成によれば、金属層の第２の層に対する密着性を向上させることができる。
【００１１】
また、上記構成において、前記第３の層の前記端部は、前記第４の層の前記端部より、前記一の方向側に形成されたことが望ましい。
【００１２】
この構成によれば、エッチング液が第２の層の端に移動することを一層抑制できる。
【００１３】
さらに、本発明の液体噴射ヘッドは、上記各構成の何れかの圧電素子を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、圧電素子の特性のばらつきが抑制され、ひいては液体噴射特性のばらつきが抑制される。
【００１５】
そして、本発明の液体噴射装置は、上記構成の液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、液体噴射ヘッドにおける液体噴射特性のばらつきが抑制され、液体噴射装置の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】プリンターの構成を説明する斜視図である。
【図２】記録ヘッドの分解斜視図である。
【図３】記録ヘッドの要部を模式的に表した断面図である。
【図４】図３における領域Ａの拡大図である。
【図５】信頼性の評価結果をまとめた表である。
【図６】第２の実施形態における記録ヘッドの要部を模式的に表した断面図である。
【図７】図６における領域Ｂの拡大図である。
【図８】従来の圧電素子を模式的に表した断面図である。
【図９】従来の圧電素子を模式的に表した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンター１（以下、プリンター１）に搭載された液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド３（以下、記録ヘッド３）を例に挙げて説明する。
【００１９】
プリンター１の構成について、図１を参照して説明する。プリンター１は、記録紙等の記録媒体２（着弾対象の一種）の表面に対して液体状のインクを噴射して画像等の記録を行う装置である。このプリンター１は、記録ヘッド３、この記録ヘッド３が取り付けられるキャリッジ４、キャリッジ４を主走査方向に移動させるキャリッジ移動機構５等を備えている。また、プリンター１は、記録媒体２を副走査方向に移送する機構として、例えば、プラテンローラー６を備えている。この移送機構としては、プラテンローラー６のほか、ドラム等を用いてもよい。ここで、液体の一種である上記インクは、液体供給源としてのインクカートリッジ７に貯留されている。このインクカートリッジ７は、記録ヘッド３に対して着脱可能に装着される。なお、インクカートリッジがプリンターの本体側に配置され、当該インクカートリッジからインク供給チューブを通じて記録ヘッドに供給される構成を採用することもできる。
【００２０】
上記のキャリッジ移動機構５はタイミングベルト８を備えている。そして、このタイミングベルト８はＤＣモーター等のパルスモーター９により駆動される。従ってパルスモーター９が作動すると、キャリッジ４は、プリンター１に架設されたガイドロッド１０に案内されて、主走査方向（記録媒体２の幅方向）に往復移動する。キャリッジ４の主走査方向の位置は、位置情報検出手段の一種であるリニアエンコーダー（図示せず）によって検出される。リニアエンコーダーは、その検出信号、即ち、エンコーダーパルス（位置情報の一種）をプリンター１の制御部に送信する。
【００２１】
次に、記録ヘッド３の構成について説明する。図２は、記録ヘッド３の分解斜視図である。図３は、記録ヘッド３の要部における断面の模式図である。図４は、図３における領域Ａの拡大図である。なお、図３においては、記録ヘッド３の上部の構成、すなわち保護基板２０（接着剤含む）から上の構成が省略されている。
【００２２】
本実施形態における記録ヘッド３は、図２に示すように、ノズルプレート１６、圧力室形成基板１５、アクチュエーターユニット１４、及び、保護基板２０等を積層して構成されている。圧力室形成基板１５は、例えば、シリコン単結晶基板等からなる積層部材である。図２に示すように、この圧力室形成基板１５には、複数の圧力室２２となる空間（以下、適宜、圧力室空間と称する。）がノズル列方向に並設されている。これらの圧力室空間は、ノズル列方向に直交する方向に長尺に形成されており、ノズルプレート１６の各ノズル２５に一対一に対応して設けられている。すなわち、各圧力室２２は、ノズル列方向に沿って、ノズル２５の形成ピッチと同じピッチで形成されている。なお、図３に示すように、本実施形態における圧力室２２の長手方向の内壁は、その一部が斜めに傾斜した斜面になっている。この斜面の途中には、段差が形成されている。
【００２３】
また、図２に示すように、圧力室形成基板１５において、圧力室空間（すなわち、圧力室２２）の長手方向の側方（具体的には、ノズル２５との連通側とは反対側）に外れた領域には、圧力室形成基板１５を貫通する連通部２３が、ノズル列方向に沿って形成されている。この連通部２３は、各圧力室空間に共通な液室である。この連通部２３と各圧力室空間（すなわち、圧力室２２）とは、インク供給路２４を介してそれぞれ連通されている。インク供給路２４は、圧力室２２よりも狭い幅で形成されており、連通部２３から圧力室２２に流入するインクに対して流路抵抗となる部分である。なお、連通部２３は、後述する振動板２１の連通開口部２６および保護基板２０の液室部３３と連通して、各圧力室２２に共通なインク室であるリザーバー（共通液室）を構成する。
【００２４】
圧力室形成基板１５の下面（アクチュエーターユニット１４との接合面側とは反対側の面）には、ノズルプレート１６が、接着剤や熱溶着フィルム等を介して接合されている。本実施形態におけるノズルプレート１６は、ドット形成密度（例えば、３００ｄｐｉ）に相当するピッチ（隣接ノズル２５の中心間距離）で各ノズル２５が並設されている。各ノズル２５は、圧力室２２の長手方向におけるインク供給路２４とは反対側の端部で当該圧力室２２と連通する。なお、ノズルプレート１６は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、又は、ステンレス鋼等からなる。
【００２５】
アクチュエーターユニット１４は、図２及び図３に示すように、振動板２１、並びに、この振動板２１上に積層された圧電素子１９及びリード電極部４１等から構成される。振動板２１は、圧力室形成基板１５の上面に形成された弾性膜１７と、この弾性膜１７上に形成された絶縁体膜１８と、を有している。なお、弾性膜１７は、例えば、厚さ（膜厚）が３００〜２０００ｎｍの二酸化シリコン（ＳｉＯ２）等から成る。絶縁体膜１８は、例えば、厚さが３０〜６００ｎｍの酸化ジルコニウム（ＺｒＯｘ）等から成る。この振動板２１における圧力室空間に対応する部分、即ち、圧力室空間の上部開口を塞いで圧力室２２の上部を区画する部分は、圧電素子１９の撓み変形に伴ってノズル２５から遠ざかる方向あるいは近接する方向に撓み変形が許容される駆動領域である。一方、この領域の外側、即ち、駆動領域から外れた領域は、圧電素子１９の撓み変形が阻害される非駆動領域である。なお、図２に示すように、振動板２１における圧力室形成基板１５の連通部２３に対応する部分には、当該連通部２３と連通する連通開口部２６が開設されている。
【００２６】
振動板２１（絶縁体膜１８）の圧力室２２に対応する部分、すなわち駆動領域の上面（ノズル２５側とは反対側の面）には、圧電素子１９が形成されている。本実施形態における圧電素子１９は、図３に示すように、振動板２１側から順に下電極層２７（本発明における第１の層に相当）、圧電体層２８、及び、上電極層２９（本発明における第２の層に相当）が、成膜技術により形成されて成る。この圧電素子１９のうち、下電極層２７と上電極層２９との間に圧電体層２８が挟まれた部分は、両電極層への電圧の印加により圧電歪みが生じる能動部である。また、圧電素子１９は、図３に示すように、上電極層２９の上面（圧電体層２８側とは反対側の面）に形成された共通金属層３０（本発明における第３の層に相当）を備えている。すなわち、共通金属層３０は、上電極層２９と同電位となる金属層である。なお、本実施形態における圧電素子１９の長手方向における両端は、圧力室２２に対応する領域（すなわち、駆動領域）よりも外側まで延設されている。また、振動板２１上に積層された各層の位置関係、特に、上電極層２９と共通金属層３０との位置関係の詳細に関しては、後述する。
【００２７】
なお、上電極層２９及び下電極層２７としては、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、これらの合金等が用いられる。合金電極の一例として、ＬａＮｉＯ３等が挙げられる。圧電体層２８としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電性材料や、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が用いられる。その他、チタン酸バリウムなどの非鉛材料も用いることが可能である。共通金属層３０としては、金、白金等が用いられる。また、各層の厚さ（膜厚）に関し、例えば、下電極層２７の厚さは５０〜３００ｎｍ、上電極層２９の厚さは１５〜１００ｎｍ、圧電体層２８の厚さは０．７〜５μｍ、共通金属層３０の厚さは０．５μｍ〜２μｍの範囲に設定されることが望ましい。
【００２８】
保護基板２０は、図２に示すように、アクチュエーターユニット１４における圧力室形成基板１５との接合面である下面とは反対側の上面に、接着剤（図示せず）を介して接合されている。この保護基板２０内には、各圧電素子１９を収容可能な収容空部３２が形成されている。また、保護基板２０の収容空部３２よりもノズル列に直交する方向の外側に外れた位置であって、振動板２１の連通開口部２６および圧力室形成基板１５の連通部２３に対応する領域には、液室部３３が設けられている。液室部３３は、保護基板２０を厚さ方向に貫通して圧力室空間（圧力室２２）の並設方向に沿って設けられており、上述したように連通開口部２６及び連通部２３と一連に連通して各圧力室空間の共通のインク室となるリザーバーを画成する。なお、図示しないが、保護基板２０には、収容空部３２と液室部３３の他に、アクチュエーターユニット１４の端子領域に対応する位置に、保護基板２０を厚さ方向に貫通する配線開口部が設けられている。この配線開口部内に圧電素子１９から延在されたリード電極部４１が露出され、このリード電極部４１の露出部分にプリンター本体側からの信号を圧電素子１９に送る図示しない配線部材が電気的に接続されている。
【００２９】
そして、このような構成の記録ヘッド３は、圧力室２２を含む流路の内部がインクで満たされた状態で、圧電素子１９を駆動することによりノズル２５からインク滴を噴射する。すなわち、インクカートリッジ７からのインクの供給により、リザーバー、インク供給路２４、圧力室２２、及び、ノズル２５に至るまでの一連の流路内をインクで満たす。この状態で、プリンター本体側からの駆動信号の供給により、圧力室２２に対応するそれぞれの下電極層２７と上電極層２９との間に、両電極の電位差に応じた電界を付与し、圧電素子１９を撓み変形させる。この変形に伴って、振動板２１の圧力室２２に対応する領域（駆動領域）が変位し、圧力室２２内に圧力変動が生じる。この圧力変動を利用することで、ノズル２５からインク滴を噴射する。
【００３０】
次に、振動板２１に積層される各層の位置関係について、図３及び図４を参照して詳しく説明する。本実施形態における下電極層２７は、個々の圧力室２２毎に独立して設けられた個別電極であり、本実施形態における上電極層２９及び共通金属層３０は、複数の圧力室２２に亘って連続して設けられた共通電極である。すなわち、上電極層２９及び共通金属層３０は、圧力室並設方向（ノズル列方向）において、複数の圧力室２２に亘って形成されている。また、圧電体層２８は、圧力室並設方向（ノズル列方向）において、複数の圧力室２２に亘って形成されると共に、隣り合う圧力室２２の間に対応する領域が除去されている。
【００３１】
図３に示すように、下電極層２７のノズル列方向に直交する方向（圧力室２２の長手方向；図３における左右方向）における一側（リード電極部４１側）の端（又は、端部ともいう）は、圧力室２２の外側（本発明における一の方向側に相当）まで延在され、リード電極部４１に接続されている。一方、図示しないが、下電極層２７のノズル列方向に直交する方向における他側（リード電極部４１側とは反対側）の端は、圧力室２２の外側まで延在されている。また、図３に示すように、圧電体層２８のノズル列方向に直交する方向における一側の端は、圧力室２２の外側まで延在され、リード電極部４１の端部と重ねられている。一方、図示しないが、圧電体層２８のノズル列方向に直交する方向における他側の端は、圧力室２２の外側まで延在されている。さらに、図３に示すように、上電極層２９のノズル列方向に直交する方向における一側の端は、リード電極部４１の端部と重ならない位置であって、圧力室２２の外側まで延在されている。すなわち、圧電体層２８の一側の端と圧力室２２の一側の端との間まで延在されている。一方、図示しないが、圧電体層２８のノズル列方向に直交する方向における他側の端は、圧力室２２の外側まで延在されている。
【００３２】
なお、リード電極部４１は、図３に示すように、圧力室２２の長手方向の一側の端部よりも外側に外れた領域であって、上電極層２９に対して所定の間隔を隔てた位置に形成されている。本実施形態におけるリード電極部４１は、個別上電極層３９及び個別金属層４０を備え、圧電体層２８の一側の端部と重なる位置から保護基板２０の収容空部３２よりも外側の領域まで延在されている。また、リード電極部４１は、下電極層２７に対応して圧電素子１９毎に形成されている。そして、リード電極部４１（詳しくは個別上電極層３９）は、保護基板２０の収容空部３２の外側において対応する配線部材の端子と導通されている。
【００３３】
共通金属層３０は、ノズル列方向に直交する方向における圧電素子１９の端部領域に設けられている。具体的には、ノズル列方向に直交する方向における圧力室２２の一側の端を跨ぐ領域、及び、ノズル列方向に直交する方向における圧力室２２の他側の端を跨ぐ領域にそれぞれ共通金属層３０が設けられている。図３に示すように、ノズル列方向に直交する方向における圧力室２２の一側の端を跨ぐ領域に設けられた共通金属層３０（以下、一側の共通金属層３０という）のノズル列方向に直交する方向における一側の端は、上電極層２９のノズル列方向に直交する方向における一側の端よりも内側（圧力室２２側）に形成されている。換言すると、ノズル列方向に直交する方向において、一側の共通金属層３０の端よりも外側に上電極層２９の端が形成されている。すなわち、アクチュエーターユニット１４の上面に保護基板２０等が接合されていない状態において、ノズル列方向に直交する方向の一側の共通金属層３０の一側の端よりも外側に上電極層２９の一側の端部が露出している。
【００３４】
ここで、この上電極層２９の端部における一側の共通金属層３０から露出した部分のノズル列方向に直交する方向における距離は、一側の共通金属層３０の膜厚よりも大きくなるように構成されている。すなわち、図４に示すように、ノズル列方向に直交する方向における上電極層２９の一側の端から一側の共通金属層３０の一側の端までの寸法をｄ、圧電体層２８の膜厚方向（すなわち、振動板２１の上面に対して交差する方向である各層の積層方向、図３における上下方向、本発明における二の方向に相当）における上電極層２９の上面（すなわち、一側の共通金属層３０側の面）から一側の共通金属層３０の上面（すなわち、上電極層２９側とは反対側の面）までの寸法をｔとしたとき、ｔ＜ｄを満たすように構成されている。
【００３５】
上記のように構成することで、例えば、共通金属層３０をエッチングにより形成する場合に、当該共通金属層３０をエッチングするエッチング液が共通金属層３０をエッチングした後に、一側の共通金属層３０の一側の端部に残留したとしても、当該エッチング液が上電極層２９の一側の端に移動すること又は面方向に広がることを抑制できる。その結果、例えば、圧電素子１９を形成した後の駆動テスト等において圧電素子１９に電圧を供給した際に、上電極層２９よりも外側の部分の圧電体層２８に電界が付与されることを抑制でき、圧電素子１９の特性の変化等を抑制できる。要するに、本発明は、上電極層２９の一側の共通金属層３０から外側に延出した部分の長さｄをｔ＜ｄを満たすように調整することで、エッチング液が圧電体層２８の露出した部分まで到達することを抑制し、これにより圧電素子１９の特性の変化や圧電素子１９の破壊等を抑制したものである。ｔ＜ｄとすることの根拠については、以下で詳しく説明する。
【００３６】
図５は、上電極層２９の一側の端から一側の共通金属層３０の一側の端までの寸法ｄを変えた場合の信頼性の評価結果をまとめた表である。具体的には、上電極層２９の一側の端から一側の共通金属層３０の一側の端までの寸法ｄを異ならせた圧電素子１９をそれぞれ複数用意し、これらの圧電素子１９を同じ条件で駆動した際に、エッチング液の残留に起因する特性の異常（例えば、圧電素子１９の特性の変化や圧電素子１９の破壊等）が認められるか否かを評価した。なお、圧電素子１９への電圧の印加は、保護基板２０を接合していない状態で行い、且つ圧電素子１９に印加する電圧は、一定電圧及びパルス波形の両方を用いて評価した。また、本実験における共通金属層３０の膜厚は、１μｍに設定されている。評価結果は、圧電素子１９の異常が発生した割合を「×」、「△」、「○」、「◎」の４段階で評価した。「×」は特性が異常であると判定された圧電素子１９が５％を超えた場合、「△」は特性が異常であると判定された圧電素子１９が０％よりも多く５％以下であった場合、「○」及び「◎」は何れも特性が異常であると判定された圧電素子１９が０％である場合を表している。なお、「◎」は、パターンの最大ずれ量（例えば、±７μｍのずれ量）を考慮してもなお特性異常の発生が０％であると予想される場合である。
【００３７】
図５に示す評価結果から分かるように、ｄ≦０の場合が「×」、０＜ｄ≦ｔの場合が「△」となり、何れも圧電素子１９の特性の異常が見られた。すなわち、ｄ≦ｔの場合に圧電素子１９の特性異常が発生した。一方、ｔ＜ｄ≦１０ｔの場合は「○」、１０ｔ＜ｄの場合は「◎」となり、何れも圧電素子１９の特性の異常が見られなかった。すなわち、ｔ＜ｄの場合には、圧電素子１９の特性異常が発生しなかった。本発明は、この結果に基づいて、上電極層２９と共通金属層３０との位置関係を規定したものである。そして、このようにすることで、圧電素子１９の特性の変化等を抑制できるようになる。その結果、記録ヘッド３における圧電素子１９毎の特性のばらつきが抑制でき、ひいてはノズル２５毎の液体噴射特性のばらつきを抑制できる。これにより、プリンター１の信頼性が向上する。
【００３８】
ところで、以上においては、上電極層２９の上面に共通金属層３０が積層されたがこれには限られない。上電極層２９と共通金属層３０との間に密着層４３を形成しても良い。具体的には、図６及び図７に示す第２の実施形態における記録ヘッド３を参照して説明する。図６は、第２の実施形態における記録ヘッド３の要部の断面模式図である。図７は、図６における領域Ｂの拡大図である。
【００３９】
図６に示すように、上電極層２９の共通金属層３０が積層される領域には、密着層４３（本発明における第４の層に相当）が形成されている。この密着層４３は、共通金属層３０の上電極層２９に対する密着性を向上させるために、形成されるものであり、例えば、チタン、ニッケル、クロム、及び、これらの合金等から成る。また、密着層４３の厚さは、例えば、１５〜１００ｎｍに設定される。本実施形態における密着層４３は、共通金属層３０と重なるように配置されている。換言すると、密着層４３の上面は、共通金属層３０により被覆されている。また、図６及び図７に示すように、ノズル列方向に直交する方向において、一側の共通金属層３０に対応する密着層４３の一側（リード電極部４１側）の端は、一側の共通金属層３０の一側の端よりも他側（リード電極部４１側とは反対側）に形成されている。換言すると、ノズル列方向に直交する方向において、密着層４３の一側の端よりも外側に一側の共通金属層３０の一側の端が形成されている。また、ノズル列方向に直交する方向において、一側の共通金属層３０に対応する密着層４３の他側の端は、一側の共通金属層３０の他側の端よりも一側に形成されている。換言すると、ノズル列方向に直交する方向において、密着層４３の他側の端よりも外側に一側の共通金属層３０の他側の端が形成されている。
【００４０】
なお、本実施形態においては、図６及び図７に示すように、一側の共通金属層３０の端面（側面）における下部が除去されて密着層４３の一部が露出するように形成されている。すなわち、一側の共通金属層３０の端面における膜厚方向の途中から下面側に向けて斜めに除去されて、密着層４３の一部が露出されている。このような形状は、例えば、共通金属層３０及び密着層４３をエッチングする際のエッチング条件を調整し、共通金属層３０をサイドエッチングすることで形成できる。なお、リード電極部４１の個別上電極層３９と個別金属層４０との間に密着層４３を設けることもできる。
【００４１】
そして、本実施形態においても、図７に示すように、ノズル列方向に直交する方向における上電極層２９の一側の端から、一側の共通金属層３０の一側の端までの寸法をｄ、圧電体層２８の膜厚方向における上電極層２９の上面（すなわち、密着層４３側の面）から一側の共通金属層３０の上面（すなわち、密着層４３側とは反対側の面）までの寸法（要するに、共通金属層３０の膜厚と密着層４３の膜厚の和）をｔとしたとき、ｔ＜ｄを満たすように構成されている。これにより、本実施形態においても、例えば、共通金属層３０や密着層４３をエッチングにより形成する場合に、これらをエッチングするエッチング液が共通金属層３０をエッチングした後に、一側の共通金属層３０の一側の端部に残留したとしても、当該エッチング液が上電極層２９の一側の端に移動することを抑制できる。また、ノズル列方向に直交する方向において、密着層４３の一側の端よりも外側に一側の共通金属層３０の一側の端を形成したので、上電極層２９の一側の端から密着層４３の一側の端までの寸法を、上電極層２９の一側の端から、一側の共通金属層３０の一側の端までの寸法ｄよりも長くすることができる。これにより、上電極層２９の露出した部分を長くすることができ、共通金属層３０の下部に残留したエッチング液が上電極層２９の一側の端に移動することを一層抑制できる。特に、本実施形態においては、共通金属層３０の端面（側面）における下部を除去したので、毛管現象によりこの空間にエッチング液を留めやすくなる。これにより、エッチング液が上電極層２９の一側の端に移動することをより一層抑制できる。その結果、圧電素子１９の特性の変化等を更に抑制できる。
【００４２】
ところで、上記した第２の実施形態においては、ノズル列方向に直交する方向において、密着層の端よりも外側に一側の共通金属層３０の端が形成されたが、これには限られない。ノズル列方向に直交する方向において、一側の共通金属層の端よりも外側に密着層の端を形成することもできる。すなわち、密着層は、共通金属層からはみ出るように形成されても良い。この場合、ノズル列方向に直交する方向における上電極層の一側の端から一側の共通金属層に対応する密着層の一側の端までの寸法が、圧電体層の膜厚方向における上電極層の上面から一側の共通金属層の上面までの寸法よりも大きくなるように形成する。要するに、ノズル列方向に直交する方向における上電極層の一側の端から一側の共通金属層の一側の端までの寸法、又は、ノズル列方向に直交する方向における上電極層の一側の端から一側の共通金属層に対応する密着層の一側の端までの寸法の何れか小さい方の寸法が、圧電体層の膜厚方向における上電極層の上面から一側の共通金属層の上面までの寸法よりも大きくなるように形成すればよい。
【００４３】
また、上記した第２の実施形態では、本発明における第４の層として、密着層の単層を例示したが、これには限られない。本発明における第４の層として、複数の層から成る層を設けることもできる。すなわち、共通金属層と上電極層との間に複数の層を設けることもできる。さらに、上記した第１の実施形態又は第２の実施形態では、ノズル列方向に直交する方向における圧力室の一側の端を跨ぐ領域に設けられた一側の共通金属層又はこれに対応する密着層と上電極層との間における位置関係を例示したが、これには限られない。ノズル列方向に直交する方向における圧力室の他側の端を跨ぐ領域に設けられた他側の共通金属層又はこれに対応する密着層と上電極層との間における位置関係においても、上記した第１の実施形態又は第２の実施形態と同様の関係にすることができる。
【００４４】
そして、上述した実施形態では、インクジェット式プリンター１に搭載されるインクジェット式記録ヘッド３を例示したが、上記構成の圧電素子を有するものであれば、インク以外の液体を噴射するものにも適用することができる。例えば、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（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。
【００４５】
また、本発明は、液体噴射ヘッド又は液体噴射装置にアクチュエーターとして用いられる圧電素子に限られず、例えば、各種センサー等に使用される圧電素子にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１…プリンター，２…記録媒体，３…記録ヘッド，４…キャリッジ，５…キャリッジ移動機構，６…プラテンローラー，７…インクカートリッジ，８…タイミングベルト，９…パルスモーター，１０…ガイドロッド，１４…アクチュエーターユニット，１５…圧力室形成基板，１６…ノズルプレート，１７…弾性膜，１８…絶縁体膜，１９…圧電素子，２０…保護基板，２１…振動板，２２…圧力室，２３…連通部，２４…インク供給路，２５…ノズル，２６…連通開口部，２７…下電極層，２８…圧電体層，２９…上電極層，３０…共通金属層，３２…収容空部，３３…液室部，３９…個別上電極層，４０…個別金属層，４１…リード電極部，４３…密着層，９０…圧力室，９１…振動板，９２…圧電素子，９３…第１の導電層，９４…圧電体層，９５…第２の導電層，９６…金属層，９７…エッチング液
【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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