(57)【要約】【課題】長期に亘って高い信頼性を確保できる液体噴射ヘッドを提供する。【解決手段】圧力発生室１２が複数形成された流路形成基板１０と、圧力発生室１２に対応して設けられ、引き出し配線に接続された個別電極６０と、複数の圧力発生室１２に亘って設けられた共通電極８０と、個別電極６０及び共通電極８０の間に設けられた圧電体層７０と、を具備し、圧電体層７０は、圧力発生室１２の可撓部３２０に形成され所定方向に優先配向した優先配向領域７５と、圧力発生室１２の非可撓部３３０を含む位置に形成され所定方向に優先配向していない無配向領域７６と、を具備することを特徴とする。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力発生室が複数形成された流路形成基板と、
前記圧力発生室に対応して設けられ、引き出し配線に接続された個別電極と、
複数の前記圧力発生室に亘って設けられた共通電極と、
前記個別電極及び前記共通電極の間に設けられた圧電体層と、を具備し、
前記圧電体層は、前記圧力発生室の可撓部位置に形成され所定方向に優先配向した優先配向領域と、前記圧力発生室の非可撓部を含む位置に形成され所定方向に優先配向していない無配向領域と、を具備することを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記無配向領域は、前記圧力発生室及び前記流路形成基板の境界をまたいで連続して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記無配向領域の前記圧力発生室上に突出する長さは９０〜１５０μｍである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】
前記無配向領域の結晶組織の平均粒径は１〜２μｍの範囲内の値であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記無配向領域は、少なくとも前記引き出し配線側に形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記圧電体層は、前記優先配向領域を挟んで前記引き出し配線側とは反対側に設けられた第２の無配向領域を具備することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
前記第２の無配向領域の前記圧力発生室上に突出する長さは１２０〜１８０μｍであることを特徴とする請求項５に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項８】
前記圧電体層の前記圧力発生室側に前記個別電極を具備し、前記圧電体層の前記圧力発生室とは反対側に前記共通電極を具備することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項９】
前記優先配向領域は、（１００）面に優先配向したものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１０】
前記個別電極及び前記共通電極への電圧印加によって生じる、該個別電極及び該共通電極で挟まれた能動部の最大変位を１００％としたとき、前記能動部の変位が８０％以上となる範囲内まで、前記無配向領域は、前記圧力発生室上に突出して形成されることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか一項に記載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。
【請求項１２】
圧力発生室が複数形成された基板と、
前記圧力発生室に対応して設けられ、引き出し配線に接続された個別電極と、
複数の前記圧力発生室に亘って設けられた共通電極と、
前記個別電極及び前記共通電極の間に設けられた圧電体層と、を具備し、
前記圧電体層は、前記圧力発生室の可撓部位置に形成され所定方向に優先配向した優先配向領域と、前記圧力発生室の非可撓部を含む位置に形成され所定方向に優先配向していない無配向領域と、を具備することを特徴とするアクチュエーター装置。
【請求項１３】
圧力発生室が複数形成された流路形成基板と、
前記圧力発生室に対応して設けられ、引き出し配線に接続された個別電極と、
複数の前記圧力発生室に亘って設けられた共通電極と、
前記個別電極及び前記共通電極の間に設けられた圧電体層と、を具備する液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記圧電体層に、前記圧力発生室の可撓部位置に形成され所定方向に優先配向した優先配向領域と、前記圧力発生室の非可撓部を含む位置に形成され所定方向に優先配向していない無配向領域と、を形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１４】
前記個別電極又は前記共通電極上に配向制御層を形成し、前記配向制御層を介して前記個別電極又は前記共通電極上に前記圧電体層を形成することを特徴とする請求項１３に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【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の製造方法、液体噴射装置並びにアクチュエーター装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インク等の液滴を噴射するインクジェットプリンターに代表される液体噴射装置として、圧電体層を２つの電極で挟んだ圧電素子を有する液体噴射ヘッドを具備するものが知られている。液体噴射ヘッドでは、駆動電位の印加により圧電素子を変位させ、ノズル開口に連通する圧力発生室内のインクを加圧し、これをノズル開口から噴射するようになっている。
【０００３】
このような液体噴射ヘッドとして、圧電体層の長手方向の端部が過度に変位することに起因したクラック発生を抑制することを目的としたものが提案されている。例えば、圧力発生室に対応して設けられた個別電極と、個別電極上に形成された圧電体層と、圧電体層上に形成され複数の圧力発生室に亘って設けられた共通電極と、を含み、個別電極及び共通電極に挟まれた圧電体層の能動部の長手方向外側において、圧電体層上に形成され、個別電極及び共通電極と絶縁された導電性部材が設けられた液体噴射ヘッドが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１６９０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、液体噴射ヘッドには一層の高密度化及び高性能化が要求される状況にあり、高い信頼性を長期に亘って維持する必要があった。特に、圧電素子を備える液体噴射ヘッドにおいては、後述するように分極反転が繰り返されることで劣化し、クラックが発生するという課題があった。尚、このような問題は、インクジェット式記録ヘッドだけではなく、勿論、インク以外の液滴を吐出する他の液体噴射ヘッドにおいても同様に存在し、また、液体噴射装置以外に用いられるアクチュエーター装置においても同様に存在する。
【０００６】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、長期に亘って高い信頼性を維持できる液体噴射ヘッド及びその製造方法、液体噴射装置並びにアクチュエーター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】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の態様は、圧力発生室が複数形成された流路形成基板と、前記圧力発生室に対応して設けられ、引き出し配線に接続された個別電極と、複数の前記圧力発生室に亘って設けられた共通電極と、前記個別電極及び前記共通電極の間に設けられた圧電体層と、を具備し、前記圧電体層は、前記圧力発生室の可撓部位置に形成され所定方向に優先配向した優先配向領域と、前記圧力発生室の非可撓部を含む位置に形成され所定方向に優先配向していない無配向領域と、を具備することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
【０００８】
かかる態様によれば、圧力発生室に対向する優先配向領域の圧電体層に比べ、優先配向領域よりも無配向領域の圧電体層の圧電定数を小さなものとすることができる。従って、駆動時において、優先配向領域では圧電体層の変位により良好な噴射特性を確保でき、無配向領域では圧電体層の変位抑制により生じる応力を小さなものとすることができる。よって、長期に亘って高い信頼性を維持できる。
【０００９】
ここで、前記無配向領域は、前記圧力発生室及び前記流路形成基板の境界をまたいで連続して設けられていることが好ましい。これによれば、圧電体層の変位の変化量が比較的大きく、クラック等の発生可能性が高い圧力発生室及び流路形成基板の境界近傍に対応させ、上記の無配向領域を好適に形成できる。よって、圧力発生室及び流路形成基板の境界近傍に生じる応力を小さなものとすることができ、長期に亘ってより高い信頼性を維持できる。
【００１０】
また、前記無配向領域の前記圧力発生室上に突出する長さ（すなわち、圧力発生室を平面視したときに圧力発生室上に突出する長さ）は９０〜１５０μｍであることが好ましい。これによれば、圧力発生室及び流路形成基板の境界近傍に無配向領域を好適に形成でき、更に、優先配向領域及び無配向領域の境目を、圧電体層の変位の変化量が小さくなる部分に位置させることができる。その上、無配向領域が圧力発生室上に過度に突出することで液体噴射ヘッドの噴射特性が阻害されることもなくなる。このようにすることで、後述するＦａｔｉｇｕｅ劣化によるクラックを防止できるので長期に亘って高い信頼性を維持でき、構造安定性に優れ、良好な噴射特性を維持できる。
【００１１】
また、前記無配向領域の結晶組織の平均粒径は、１〜２μｍの範囲内の値であることが好ましい。これによれば、無配向である圧電体層領域の結晶組織の平均粒径が、優先配向している圧電体層領域の結晶組織の平均粒径よりも大きくなりやすいことに基づき、圧電体層の変位が確実に抑制される無配向領域を形成できる。よって、長期に亘って高い信頼性を確実に維持できる。
【００１２】
また、前記無配向領域は、少なくとも前記引き出し配線側に形成されていることが好ましい。これによれば、駆動時において、圧電体層の変位抑制により引き出し配線側に生じる応力を小さなものとすることができ、特に引き出し配線側に生じやすい劣化モードの発生を好適に抑制できる。よって、長期に亘ってより高い信頼性を維持できる。
【００１３】
また、前記圧電体層は、前記優先配向領域を挟んで前記引き出し配線側とは反対側に設けられた第２の無配向領域を具備することが好ましい。これによれば、優先配向領域の一方側のみならず、その反対側においても、無配向領域の圧電体層の圧電定数を小さなものとすることができる。よって、長期に亘って高い信頼性を更に維持できる。
【００１４】
また、前記第２の無配向領域の前記圧力発生室上に突出する長さは１２０〜１８０μｍであることが好ましい。これによれば、圧力発生室及び流路形成基板の境界近傍に第２の無配向領域を好適に形成でき、更に、優先配向領域及び第２の無配向領域の境目を、圧電体層の変位の変化量が小さくなる部分に位置させることができる。その上、第２の無配向領域が圧力発生室上に過度に突出することで液体噴射ヘッドの噴射特性が阻害されることもなくなる。よって、長期に亘って高い信頼性を維持でき、構造安定性に優れ、良好な噴射特性を維持できる。
【００１５】
また、前記圧電体層の前記圧力発生室側に前記個別電極を具備し、前記圧電体層の前記圧力発生室とは反対側に前記共通電極を具備することが好ましい。これによれば、圧力発生室側から個別電極、圧電体層及び共通電極が順次積層された圧電素子を具備する液体噴射ヘッドにおいて、長期に亘って高い信頼性を維持できる。
【００１６】
前記優先配向領域は、（１００）面に優先配向したものであることが好ましい。これによれば、駆動時において、優先配向領域では圧電体層の変位により良好な噴射特性を確保しやすくなる。よって、噴射特性との両立を好適に図りつつ、長期に亘って高い信頼性を維持できる。
【００１７】
また、前記個別電極及び前記共通電極への電圧印加によって生じる、該個別電極及び該共通電極で挟まれた能動部の最大変位を１００％としたとき、前記能動部の変位が８０％以上となる範囲内まで、前記無配向領域は、前記圧力発生室上に突出して形成されることが好ましい。これによれば、圧力発生室上に突出する無配向領域の端部を、能動部の最大変位に基づいて明確に定めることができるため、長期に亘って高い信頼性を維持できる液体噴射ヘッドを容易に提供できる。
【００１８】
上記課題を解決する本発明の他の態様は、上記の何れかに記載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。かかる態様によれば、駆動時において、優先配向領域では圧電体層の変位により良好な噴射特性を確保でき、無配向領域では圧電体層の変位抑制により生じる応力を小さなものとすることができる。よって、長期に亘って高い信頼性を維持できる。
【００１９】
上記課題を解決する本発明の更に他の態様は、圧力発生室が複数形成された基板と、前記圧力発生室に対応して設けられ、引き出し配線に接続された個別電極と、複数の前記圧力発生室に亘って設けられた共通電極と、前記個別電極及び前記共通電極の間に設けられた圧電体層と、を具備し、前記圧電体層は、前記圧力発生室の可撓部位置に形成され所定方向に優先配向した優先配向領域と、前記圧力発生室の非可撓部を含む位置に形成され所定方向に優先配向していない無配向領域と、を具備することを特徴とするアクチュエーター装置にある。かかる態様によれば、駆動時において、優先配向領域では圧電体層の変位により良好な噴射特性を確保でき、無配向領域では圧電体層の変位抑制により生じる応力を小さなものとすることができる。よって、長期に亘って高い信頼性を維持できる。
【００２０】
上記課題を解決する本発明の更に他の態様は、圧力発生室が複数形成された流路形成基板と、前記圧力発生室に対応して設けられ、引き出し配線に接続された個別電極と、複数の前記圧力発生室に亘って設けられた共通電極と、前記個別電極及び前記共通電極の間に設けられた圧電体層と、を具備する液体噴射ヘッドの製造方法において、前記圧電体層に、前記圧力発生室の可撓部位置に形成され所定方向に優先配向した優先配向領域と、前記圧力発生室の非可撓部を含む位置に形成され所定方向に優先配向していない無配向領域と、を形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。かかる態様によれば、長期に亘って高い信頼性を維持できる液体噴射ヘッドを製造できる。
【００２１】
ここで、前記個別電極又は前記共通電極上に配向制御層を形成し、前記配向制御層を介して前記個別電極又は前記共通電極上に前記圧電体層を形成することが好ましい。これによれば、配向制御層を介して形成される圧電体層に優先配向領域や無配向領域を形成しやすくなる。よって、長期に亘って高い信頼性を維持できる液体噴射ヘッドを容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態１に係る記録装置の概略構成を示す図。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドを示す分解斜視図。
【図３】実施形態１に係る記録ヘッドを示す平面図及び断面図。
【図４】実施形態１に係る記録ヘッドを示す拡大断面図。
【図５】実施形態１に係る記録ヘッドの応用例を示す拡大断面図。
【図６】実施形態１に係る記録ヘッドの応用例を説明する図。
【図７】実施形態１に係る記録ヘッドへの駆動電位の波形の一例を示す図。
【図８】分極反転を繰り返したときの分極特性の劣化を説明する図。
【図９】分極反転を繰り返したときの分極特性の劣化を説明する図。
【図１０】実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法の一例を示す図。
【図１１】実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法の一例を示す図。
【図１２】実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法の一例を示す図。
【図１３】実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法の一例を示す図。
【図１４】他の実施形態に係る記録ヘッドを示す拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置である。
【００２４】
図示するように、インクジェット式記録装置Ｉにおいて、複数のインクジェット式記録ヘッドを有するインクジェット式記録ヘッドユニット（ヘッドユニット）ＩＩに、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ，２Ｂが着脱可能に設けられている。ヘッドユニットＩＩ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おり、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されている。
【００２５】
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及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、ヘッドユニットＩＩを搭載したキャリッジ３が、キャリッジ軸５に沿って移動されるようになっている。一方、装置本体４には搬送手段としての搬送ローラー８が設けられており、紙等の記録媒体である記録シートＳが搬送ローラー８により搬送されるようになっている。尚、記録シートＳを搬送する搬送手段は、搬送ローラーに限られずベルトやドラム等であってもよい。
【００２６】
このようなインクジェット式記録装置Ｉに搭載されるインクジェット式記録ヘッド１の一例について、図２〜図３を参照して説明する。図２は、本実施形態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分解斜視図である。また、図３（ａ）は、流路形成基板の圧電素子側の平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ′線に準ずる断面図である。
【００２７】
図示するように、流路形成基板１０には複数の圧力発生室１２が形成されている。そして、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２が、同じ色のインクを吐出する複数のノズル開口２１が並設される方向に沿って並設されている。以降、この方向を圧力発生室１２の並設方向、又は第１の方向Ｘと称し、第１の方向Ｘと直交する方向を第２の方向Ｙと称する。
【００２８】
流路形成基板１０の圧力発生室１２の第２の方向Ｙの一端部側には、圧力発生室１２の片側を第１の方向Ｘから絞ることで開口面積を小さくしたインク供給路１３と、第１の方向Ｘにおいて圧力発生室１２と略同じ幅を有する連通路１４と、が複数の隔壁１１によって区画されている。連通路１４の外側（第２の方向Ｙの圧力発生室１２とは反対側）には、各圧力発生室１２の共通のインク室となるマニホールド１００の一部を構成する連通部１５が形成されている。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２、インク供給路１３、連通路１４及び連通部１５からなる液体流路が形成されている。
【００２９】
流路形成基板１０の一方面側、すなわち圧力発生室１２等の液体流路が開口する面には、各圧力発生室１２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接合されている。ノズルプレート２０には、第１の方向Ｘにノズル開口２１が並設されている。
【００３０】
流路形成基板１０の一方面側に対向する他方面側には振動板５０が形成されている。振動板５０は、流路形成基板１０上に設けられた弾性膜５１と、弾性膜５１上に設けられた絶縁体膜５２と、により構成されているが、前記の例に制限されない。流路形成基板１０の一部を薄く加工して弾性膜として使用することも可能である。
【００３１】
絶縁体膜５２上には、例えばチタンからなる密着層５３を介して、厚さが約０．２μｍの第１電極６０と、厚さが約３．０μｍ以下、好ましくは厚さが約０．５〜１．５μｍの圧電体層７０と、厚さが約０．０５μｍの第２電極８０と、で構成される圧電素子３００が形成されている。ただし、密着層５３は省略することが可能である。
【００３２】
本実施形態では、圧電素子３００と該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板５０とを合わせてアクチュエーター装置と称する。また、振動板５０及び第１電極６０が振動板として作用するが、これに制限されない。弾性膜５１及び絶縁体膜５２の何れか一方又は両方を設けずに、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。流路形成基板１０上に第１電極６０を直接設ける場合には、第１電極６０及びインクが導通しないように、第１電極６０を絶縁性の保護膜等で保護することが好ましい。
【００３３】
圧電素子３００を構成する第１電極６０は、圧力発生室１２毎に切り分けられており、能動部３１０毎に独立する個別電極として構成されている。尚、本明細書において、能動部３１０は、第１電極６０及び第２電極８０で挟まれた領域であって、第１電極６０及び第２電極８０への電位の供給により圧電歪みが生じる部分を言う。
【００３４】
この第１電極６０は、圧力発生室１２の第１の方向Ｘにおいて圧力発生室１２の幅よりも狭い幅で形成されており、第１電極６０の端部が、第１の方向Ｘにおいて圧力発生室１２に対向する領域の内側に位置するようになっている。また、第２の方向Ｙにおいて、第１電極６０の両端部はそれぞれ圧力発生室１２の外側まで形成されており、その一端部側（第２の方向Ｙの連通路１４とは反対側）にはリード電極９０が接続されている。第１電極６０の材料は、導電性を有する材料であれば特に限定されず、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）等の貴金属が好適に用いられる。
【００３５】
圧電体層７０は、第１の方向Ｘに亘って連続して設けられている。また、圧電体層７０の第２の方向Ｙの幅は、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの長さよりも広く、圧力発生室１２の外側まで設けられている。第２の方向Ｙにおいて、圧電体層７０のインク供給路１３側の端部（図３（ｂ）の右側端部）は第１電極６０の端部よりも外側に位置しており、第１電極６０の端部が圧電体層７０によって覆われている。一方、圧電体層７０のノズル開口２１側（図３（ｂ）の左側）は第１電極６０の端部よりも内側に位置しており、圧電体層７０に覆われていない。
【００３６】
このような圧電素子３００では、一般的には何れか一方の電極が共通電極とされ、他方の電極が圧力発生室１２毎のパターニングにより個別電極とされる。本実施形態では、第１電極６０が個別電極とされ、第２電極８０が共通電極とされているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。本実施形態では、第２電極８０を複数の圧力発生室１２に亘って連続して形成することで共通電極とされている。
【００３７】
圧電体層７０は、第１電極６０に設けられ電気機械変換作用を示す強誘電性セラミックス材料からなり、一般式ＡＢＯ３で示されるペロブスカイト構造の結晶膜（ペロブスカイト型結晶）を用いて構成することができる。例えば、圧電体層７０は、鉛（Ｐｂ）、チタン（Ｔｉ）及びジルコニウム（Ｚｒ）を含むもの、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電材料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加したもの等を用いて構成することができる。具体的には、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、ジルコニウム酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）、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）又は、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）等を用いることができる。本実施形態では、圧電体層７０として、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用いた。
【００３８】
ただし、圧電体層７０は前記の材料に限定されず、例えばビスマス（Ｂｉ）、ランタン（Ｌａ）、鉄（Ｆｅ）及びマンガン（Ｍｎ）を含むペロブスカイト構造を有する複合酸化物として構成することができる。また、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ニオブ酸ナトリウム（ＮａＮｂＯ３）、タンタル酸ナトリウム（ＮａＴａＯ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、タンタル酸カリウム（ＫＴａＯ３）、チタン酸ビスマスナトリウム（（Ｂｉ１／２Ｎａ１／２）ＴｉＯ３）、チタン酸ビスマスカリウム（（Ｂｉ１／２Ｋ１／２）ＴｉＯ３）、鉄酸ビスマス（ＢｉＦｅＯ３）、タンタル酸ストロンチウムビスマス（ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９）、ニオブ酸ストロンチウムビスマス（ＳｒＢｉ２Ｎｂ２Ｏ９）、チタン酸ビスマス（Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２）及びこれらのうち少なくとも一つを成分として有する固溶体を用いてもよい。これによれば、鉛を含まない圧電素子３００を構成できるようになり、環境への負荷を低減できる。
【００３９】
圧電体層７０には、各隔壁１１に対応する凹部が形成されている。凹部の第１の方向Ｘの幅は、各隔壁１１の第１の方向の幅と略同一、又はそれよりも広くなっている。これにより、振動板５０の圧力発生室１２の第２の方向Ｙの端部に対向する部分（いわゆる振動板５０の腕部）の剛性が押さえられるため、圧電素子３００を良好に変位させることができる。
【００４０】
第２電極８０は、圧電体層７０の第１電極６０とは反対面側に設けられており、各圧力発生室１２に共通する共通電極として構成されている。第２電極８０の材料も、第１電極６０の材料と同様に導電性を有する材料であれば特に限定されず、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）等の貴金属が好適に用いられる。
【００４１】
第１電極６０及び第２電極８０には、リード電極９０である個別リード電極９１及び共通リード電極９２がそれぞれ接続されている。このうち個別リード電極９１は振動板５０上まで引き出されており、本実施形態の引き出し配線を構成するものとされている。また、共通リード電極９２は、第１の方向Ｘの両端部において第２電極８０上から振動板５０上まで第２の方向Ｙに引き出されており、凹部の第２の方向Ｙの両側には、複数の能動部３１０に亘って連続する連続部９３が設けられている。すなわち、共通リード電極９２は、能動部３１０の周囲を囲むように連続して配置されている。
【００４２】
圧電素子３００が設けられた流路形成基板１０上、すなわち、振動板５０、第１電極６０及びリード電極９０上には、マニホールド１００の少なくとも一部を構成するマニホールド部３２を有する保護基板３０が接着剤３５により接合されている。マニホールド部３２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、上記のように流路形成基板１０の連通部１５と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるマニホールド１００が構成されている。また、流路形成基板１０の連通部１５を圧力発生室１２毎に複数に分割して、マニホールド部３２のみをマニホールドとしてもよい。更に、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及び保護基板３０の間に介在する弾性膜５１及び絶縁体膜５２に、マニホールド及び各圧力発生室１２を連通するインク供給路１３を設けるようにしてもよい。
【００４３】
保護基板３０には、圧電素子３００に対向する領域に、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３１が設けられている。尚、圧電素子保持部３１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、該空間は密封されていても密封されていなくてもよい。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の第１電極６０から引き出されたリード電極９０の端部が、貫通孔３３内に露出するように設けられている。
【００４４】
保護基板３０上には、信号処理部として機能する駆動回路（図示せず）が固定されている。駆動回路は、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、プリンターコントローラー（図１に示す２００）に接続されている。そして、この駆動回路は、貫通孔３３を挿通させた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リード電極９０に接続されている。
【００４５】
また、保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２からなるコンプライアンス基板４０が接合されている。封止膜４１は、剛性が低い材料からなり、この封止膜４１によってマニホールド部３２の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料で構成できる。この固定板４２のマニホールド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、マニホールド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。
【００４６】
次に、本実施形態の圧電体層７０近傍の構成について図４（ａ）〜（ｂ）を参照して説明する。図４（ａ）〜（ｂ）は、図３（ｂ）の圧電体層７０近傍を示す拡大図である。図示は省略されているものの、本実施形態の引き出し配線を構成する個別リード電極９１が左側（図４（ａ）〜（ｂ）の左側）に設けられている。
【００４７】
圧電体層７０は、圧力発生室１２に対向する領域（可撓部３２０）と、圧力発生室１２の外側であって流路形成基板１０上に位置する領域（非可撓部３３０）と、に位置している。具体的に、圧電体層７０は、圧力発生室１２に対向する位置に形成され（１００）面に優先配向した優先配向領域７５と、優先配向領域７５よりも引き出し配線（個別リード電極９１）側に形成され（１００）面に優先配向していない無配向領域７６と、を具備している。尚、本明細書において、（１００）面とは、ミラー指数が（１００）で表される面やこれと等価な面を言う。真に（１００）面であることは要求されず、誤差範囲でのズレは許容される。また、（１００）面に優先配向するとは、圧電体層７０の結晶組織のうち７０％以上、好ましくは８０％以上の結晶が（１００）面に配向することを言う。さらに、無配向とは、何れの結晶面に対しても優先配向していないことを言う。
【００４８】
このうち優先配向領域７５は、例えば第１電極６０の所定領域に、例えば配向制御層（図７に示す６５）としての種チタンを設けることにより形成することできる。優先配向領域７５の圧電体層７０では、その高い優先配向度ゆえに圧電定数が比較的大きく、無配向領域７６と比較して駆動時の変位が大きいものとなる。すなわち、第１電極６０及び第２電極８０に電圧が印加されると、その電気機械変換作用に基づいて圧電歪みが生じ、優先配向領域７５の圧電体層７０が厚さ方向に比較的大きく変位して圧力発生室１２内のインクが加圧されるので、記録ヘッド１では良好な噴射特性が確保される。
【００４９】
一方、圧電素子３００は、第２の方向Ｙにおいて圧力発生室１２の外側まで形成されているため、外側部分の圧電体層７０は、その一方面側を流路形成基板１０によって拘束されることとなる。すなわち、圧力発生室１２の外側部分では、第１電極６０及び第２電極への電圧印加により圧電歪みが生じ得るものの、流路形成基板１０によって一方面側を拘束されるために変位できない。このため、圧電体層７０が厚さ方向に比較的大きく変位する領域より外側、例えば圧力発生室１２及び流路形成基板１０の境界近傍では、圧電体層７０にかかる応力が集中しやすい。
【００５０】
これに対し、本実施形態の圧電体層７０は、上記の無配向領域７６を、優先配向領域７５よりも引き出し配線（個別リード電極９１）側に具備している。無配向領域７６では、優先配向度が低いゆえに圧電定数が小さいものとなり、優先配向領域７５と比較して駆動時の変位を抑制することができる。このため、優先配向領域７５よりも引き出し配線（個別リード電極９１）側に生じる応力を小さなものとすることができる。
【００５１】
特に本実施形態では、無配向領域７６が、圧力発生室１２及び流路形成基板１０の境界をまたいで連続して設けられている。これによれば、圧電体層７０の変位の変化量が比較的大きくクラック等の発生可能性が高い圧力発生室１２及び流路形成基板１０の境界近傍に対応させ、無配向領域７６を好適に形成できる。
【００５２】
ここで、無配向領域７６の結晶組織の平均粒径は、優先配向領域７５の結晶組織の平均粒径よりも１０〜２０倍大きいことが好ましく、また１〜２μｍの範囲内の値にあることも好ましい。これは、優先配向領域では種チタンがあるため、この種チタン上にＰＺＴの結晶成長の核となるＰｂＴｉＯ３が生成しやすいのに対し、無配向領域では核生成が発生しにくく、結晶成長のほうが早く起こるため、優先配向していない領域の結晶組織の平均粒径が優先配向している領域の結晶組織の平均粒径と比較して大きくなりやすいことに基づいたものである。
【００５３】
よって、上記の平均粒径の範囲を実現することで、駆動時において圧電体層７０の変位が確実に抑制される無配向領域７６を形成でき、長期に亘って高い信頼性を確実に維持できる。尚、無配向領域７６の結晶組織の平均粒径に基づくほか、例えばＸ線による回折ピーク面積に基づいて上記の無配向領域７６が形成されたことを判断してもよい。
【００５４】
優先配向領域７５及び無配向領域７６の境目Ｓ１は明確である必要は必ずしもなく、本発明の要旨を変更しない範囲において、優先配向領域７５よりも引き出し配線（個別リード電極９１）側に無配向領域７６が形成されていればよい。無配向である領域を圧電体層７０の複数個所に設けるようにしてもよい。
【００５５】
図５は、本実施形態の応用例を示す拡大断面図である。図４（ａ）〜（ｂ）と同様に図示は省略されているものの、本実施形態の引き出し配線を構成する個別リード電極９１が左側（図５の左側）に設けられている。
【００５６】
図示するように、圧電体層７０において、第２の方向Ｙにおける優先配向領域７５Ａの両端は、圧力発生室１２の内側に位置するように形成されており、引き出し配線（個別リード電極９１）側に上記の無配向領域７６が形成されると共に、その反対側に第２の無配向領域７７が形成されている。これによれば、優先配向領域７５Ａよりも引き出し配線（個別リード電極９１）側のみならず、その反対側においても、第２の無配向領域７７の圧電体層７０の圧電定数を小さなものとすることができる。第２の無配向領域７７も、無配向領域７６と同様に、圧力発生室１２及び流路形成基板１０の境界をまたいで連続して設けることが可能である。
【００５７】
ここで、図５には、記録ヘッド１において圧電素子３００が撓み変形する変位量の推移が第２の方向Ｙに沿って示されている。第２の無配向領域７７を具備する態様に制限されないが、無配向領域７６の圧力発生室１２上に突出する長さは９０〜１５０μｍであることが好ましい。この範囲内の長さであれば、圧電体層７０の変位の変化量が比較的大きい範囲（例えば図５に示す範囲Ｗ１）にもれなく無配向領域７６を形成でき、駆動時の応力を緩和させるという観点で有利となる。更に、優先配向領域７５Ａ及び無配向領域７６の境目Ｓ１を、圧電体層７０の変位の変化量が小さくなる部分に位置させることができるため、この境目が応力によって悪影響を受けることも少なくなる。その上、圧力発生室１２上に突出する無配向領域７６の長さが過度に長くなることに起因して圧力発生室１２内を加圧しにくくなり、噴射特性が低下することも回避できる。
【００５８】
一方、第２の無配向領域７７を具備する態様において、第２の無配向領域７７の圧力発生室１２上に突出する長さは１２０〜１８０μｍであることが好ましい。この範囲内の長さであれば、上記の無配向領域７６の例と同様に、圧電体層７０の変位の変化量が比較的大きい範囲（例えば図５に示す範囲Ｗ２）にもれなく第２の無配向領域７７を形成でき、駆動時の応力を緩和させるという観点で有利となる。更に、優先配向領域７５Ａ及び第２の無配向領域７７の境目Ｓ２が応力によって悪影響を受けることも少なくなる。その上、噴射特性が低下することも回避できる。
【００５９】
無配向領域７６や第２の無配向領域７７が圧力発生室１２上に突出する長さは、流路形成基板１０及び圧力発生室１２の境界を起算点として測定できる。流路形成基板１０及び圧力発生室１２の境界線が、圧電素子３００の第２の方向Ｙの中心軸に対して垂直でない場合には、例えば、流路形成基板１０及び圧力発生室１２の境界線の中心を起算点とすることができる。
【００６０】
尚、本実施形態の記録ヘッド１では、引き出し配線（個別リード電極９１）側の方が、その反対側に比べ圧電素子３００の変位量が増加する勾配が大きい態様が採用されている。このため、無配向領域７６の方が第２の無配向領域７７よりも、圧力発生室１２上に突出してもよい長さの最小値及び最大値が小さい上記の範囲を選択できる。ただし、引き出し配線（個別リード電極９１）側の方が、その反対側に比べ圧電素子３００の変位量が増加する勾配が小さい態様が採用されるときは、無配向領域７６の方が第２の無配向領域７７よりも、圧力発生室１２上に突出してもよい長さの最小値及び最大値が大きい範囲を適宜設定すればよい。
【００６１】
また、無配向領域７６が圧力発生室１２上に突出する態様では、圧電素子３００に駆動波形が印加されたときに撓み変形する変位量の推移が第２の方向Ｙに沿って示された図６に示すように、能動部３１０の最大変位を１００％としたとき、能動部３１０の変位が８０％以上となる範囲Ｒ１内まで無配向領域７６が延設されることが好ましい。これによれば、圧力発生室１２上に突出する無配向領域７６の端部を、能動部３１０の最大変位に基づいて明確に定めることができる。このような態様は、圧力発生室１２や流路形成基板１０の構造上、無配向領域７６が圧力発生室１２上に突出する部分の距離の起算点を明確に判別できない場合に特に有利となるが、該起算点を明確に判別できる場合であっても採用可能である。
【００６２】
尚、無配向領域７６に限られず、能動部３１０の最大変位を１００％としたとき、能動部３１０の変位が８０％以上となる範囲Ｒ２内まで、第２の無配向領域７７を延設するようにしてもよい。この場合においても、圧力発生室１２上に突出する第２の無配向領域７７の端部を、能動部３１０の最大変位に基づいて明確に定めることができる。上記の範囲Ｒ１，Ｒ２は、能動部３１０の最大変位に基づいて予め実験等により算出できる。また、能動部３１０の最大変位は、能動部３１０の初期撓み量等を考慮して公知の方法によって算出が可能である。
【００６３】
ここで、能動部３１０の最大変位は、通常使用環境下で許容される所定電圧が印加されることによって生じる変位の最大量を言う。すなわち、能動部３１０の変位は、圧電素子３００への印加電圧によって変わってくるが、通常使用環境で印加され得ない電圧によって引き起こされる変位や、能動部３１０の変位が８０％以上となる範囲Ｒ１，Ｒ２を定める際の電圧と異なる電圧が印加されることで引き起こされる変位は、ここでの最大変位に含まれない。
【００６４】
次に、優先配向領域７５及び無配向領域７６を有する圧電素子３００を具備した記録ヘッド１に印加される駆動電位の波形（駆動波形）の一例を、図７を用いて説明する。図７に示す駆動波形は、プリンターコントローラー（図１に示す２００）に接続される図示しない駆動回路によって生成される。かかる駆動波形は、圧電素子３００の第１電極６０及び第２電極８０の電位差として表され、例えば第２電極８０の電位を基準とした第１電極６０の電位差が圧電体層７０の駆動電圧となるものである。第２電極８０及び第１電極６０の電位差をとることで、電源装置の出力特性の制限を受けず、圧電体層７０の変異効率に応じた範囲の電圧を付与しやすくなる。
【００６５】
圧電素子３００に印加される駆動電位は、例えば、中間電位Ｖｍが印加される工程Ｐ０１に続いて、中間電位Ｖｍを維持した状態から抗電界Ｖｃより低い第１電位Ｖ１まで駆動電位を降下させる工程Ｐ０２と、第１電位Ｖ１を一定時間維持する工程Ｐ０３と、第１電位Ｖ１から中間電位Ｖｍより大きい第２電位Ｖ２まで駆動電位を上昇させる工程Ｐ０４と、を有する。
【００６６】
このとき、工程Ｐ０２等において圧電素子３００が圧力発生室１２の容積を膨張させる方向に変位し、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。そして、上記の工程Ｐ０４等において圧電素子３００が圧力発生室１２の容積を収縮させる方向に変位し、ノズル開口２１のメニスカスが圧力発生室１２側から大きく押し出され、ノズル開口２１からインクが吐出される。
【００６７】
尚、駆動電位は、更に、第２電位Ｖ２を一定時間維持する工程Ｐ０５と、第２電位Ｖ２から中間電位Ｖｍより小さい第３電位Ｖ３まで駆動電位を下降させる工程Ｐ０６と、第３電位Ｖ３を一定時間維持する工程Ｐ０７と、第３電位Ｖ３から中間電位Ｖｍまで駆動電位Ｖを上昇させる工程Ｐ０８と、を有してもよい。する。ただし、前記の例に制限されない。これにより、次回のインクの噴射が安定化される。
【００６８】
図８（ａ）〜（ｄ）は、従来の液体噴射ヘッドを用い、分極反転を繰り返したときに生じる分極特性の劣化メカニズムを説明する概念図である。図中の矢印は、圧電体層の各結晶格子Ｃｒにおける電気双極子ｅの分極方向を示している。
【００６９】
液体噴射ヘッドに搭載されるような圧電体層は、一般に強誘電体特性を有しており、電気双極子ｅの向きがランダムであって全体として電荷の偏りがほぼない初期状態（図８（ａ））にあるときに所定の電圧を印加することで、電圧の印加によって電気双極子ｅの多くが整列したり（図８（ｂ））、この電気双極子ｅの方向が電場によって反転したり（図８（ｃ））する。このように、分極方向を反転させるように電圧を印加することで、より大きな圧電素子３００等の変位を確保しやすくなるため、記録ヘッドの噴射特性を良好なものとする観点から、記録ヘッドの駆動時には、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すような電気双極子ｅの反転が繰り返されることとなる。
【００７０】
ここで、電気双極子ｅの整列や反転により、必ずしもすべての結晶格子Ｃｒにおける分極方向が常に揃うわけではなく、劣化のない正常時においても、外部環境や応力状態によっては上記の整列や反転に従わない結晶格子Ｃｒも存在するようになる。一方、これらの結晶格子における分極の方向は一過的なものであり、全体に対する割合も極めて少ないため、記録ヘッドの駆動に悪影響を及ぼさない。
【００７１】
しかし、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示す電気双極子ｅの反転が過度に繰り返されると、分極軸の固定が起こりやすくなる。これは、酸素欠陥等の構造欠陥に電子がトラップされて固定電界となり、分極反転を阻害するためであると推察される。分極軸が固定された結晶格子では、分極量の低下や変位量の低下が引き起こされる（Ｆａｔｉｇｕｅ劣化）。すなわち、図８（ｄ）に示すように、分極軸が固定された結晶格子Ｃｒ１では分極反転は起こらないが、電界に対する応答性を有しているため、分極が逆に固定された結晶格子Ｃｒ２が隣接している場合、電界の向きによってはその界面Ｓｆで高い応力が発生する。一例ではあるが、図８（ｃ）の分極状態を実現するため圧電素子に３５Ｖを印加する場合においては、Ｆａｔｉｇｕｅ劣化の存在下で約０．８Ｇｐａの応力発生が見積もられることが確認されている。
【００７２】
図９（ａ）〜（ｂ）に示すように、分極反転を繰り返していくことで、特に引き出し配線（個別リード電極）側の圧電体層において分極特性が劣化し、残留分極量Ｐｍや最大分極量Ｐｒが低下する不良モード（Ｆａｔｉｇｕｅ劣化）が存在することが分かる。これは、流路形成基板で下方を拘束されることにより、分極軸が固定されやすい応力状態となっているためであると推察される。また、個別リード電極（引き出し配線）側は、エッチングにより形成した第２電極の断面が位置する部分であり、このようなエッチングによるダメージにより酸素欠損が多いためであるとも推察される。
【００７３】
これに対し、本実施形態によれば、無配向領域７６における圧電体層７０の変位抑制により、引き出し配線（個別リード電極９１）側に生じる応力を小さなものとすることができるため、応力集中等による一過性の不良を防止できるのは勿論、長期使用によって顕在化するＦａｔｉｇｕｅ劣化をも防止できる。Ｆａｔｉｇｕｅ劣化を防止できる理由は、無配向膜は配向膜に比べて分極反転が起きる電力が大きいため（無配向膜はマイナス３〜５Ｖ、配向膜はマイナス２．５Ｖ）、分極反転が生じにくいためである。
【００７４】
次に、本実施形態の記録ヘッド１の製造方法の一例について、記録ヘッド１の第２の方向Ｙの断面図である図１０〜図１３を参照して説明する。以下、第１電極６０が個別電極とされ、第２電極８０が共通電極とされた記録ヘッド１の場合を例にとり、特に図５に示す本実施形態の応用例に係る記録ヘッドの製造方法について詳述する。
【００７５】
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の表面に振動板５０を形成し、振動板５０上に、例えばチタンからなる密着層５３を形成する。本実施形態では、振動板５０は、流路形成基板用ウェハー１１０を熱酸化することによって形成した二酸化シリコン（弾性膜５１）と、スパッタリング法で成膜後、熱酸化することによって形成した酸化ジルコニウム（絶縁体膜５２）との積層からなる振動板５０を形成した。ただし、弾性膜５１や絶縁体膜５２の材料は前記の例に制限されず、弾性膜５１及び絶縁体膜５２の一方のみを設けるようにしてもよい。また、密着層５３は設けなくてもよい。
【００７６】
次いで、図１０（ｂ）に示すように密着層５３上の全面に第１電極６０を形成する。第１電極６０は、例えば、スパッタリング法やＰＶＤ法（物理蒸着法）、レーザーアブレーション法等の気相成膜、スピンコート法等の液相成膜により形成することができる。
【００７７】
ここで、第１電極６０上の全面に配向制御層６５を形成する。本実施形態での配向制御層６５は、例えばチタン材料からなる種チタンであり、これによれば、後の工程で配向制御層６５を介して第１電極６０上に形成される圧電体層７０の優先配向方位を（１００）面に制御しやすくなる。すなわち、配向制御層６５を形成する領域か否かに対応して、圧電体層７０に優先配向領域７５Ａ又は無配向領域７６を容易に形成できるようになる。
【００７８】
なお、種チタンにはチタン以外の材料が含まれていてもよく、圧電体層７０の優先配向方位が制御可能となる程度にチタンが含まれていればよい。また、配向制御層６５は種チタンに制限されず、その構成材料を圧電材料に応じて適宜変更することができる。
【００７９】
次いで、配向制御層６５上に、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電体層７０を積層する。圧電体層７０の製造方法は限定されないが、例えば、金属錯体を含む溶液を塗布乾燥し、更に高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層（圧電体膜）を得るＭＯＤ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やゾル−ゲル法等の化学溶液法を用いて圧電体層７０を製造できる。その他、レーザーアブレーション法、スパッタリング法、パルス・レーザー・デポジション法（ＰＬＤ法）、ＣＶＤ法、エアロゾル・デポジション法等、液相法でも固相法でも圧電体層７０を製造することもできる。
【００８０】
圧電体層７０を化学溶液法で形成する場合の具体的な形成手順例は、以下のとおりである。すなわち、金属錯体を含むＭＯＤ溶液やゾルからなり、圧電体層７０を形成するための前駆体溶液を作成する。そして、図１０（ｃ）に示すように、この前駆体溶液を、第１電極６０上に、スピンコート法等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）。次いで、形成した圧電体前駆体膜７１を所定温度（例えば、１５０〜２００℃）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（例えば、３５０〜４５０℃）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）。圧電体前駆体膜７１を所定温度、例えば６００〜８５０℃程度に加熱し、一定時間、例えば１〜１０分間保持することによって結晶化させ、図１０（ｄ）に示すように、１層目の圧電体膜７２を形成する（焼成工程）。
【００８１】
第１電極６０上に例えば１層目の圧電体膜７２を形成した段階で、図１１（ａ）に示すように、１層目の圧電体膜７２上に所定形状のレジスト（図示なし）をマスクとして、１層目の圧電体膜７２、第１電極６０及び密着層５３の側面が傾斜するように同時にパターニングする。このとき、１層目の圧電体膜７２を、将来的に優先配向領域７５Ａを形成する圧電体層７０に対応する領域のみを残して、言い換えれば、将来的に無配向領域７６を形成する圧電体層７０に対応する領域を除去するようにパターニングする。
【００８２】
次いで、図１１（ｂ）に示すように、１層目の圧電体膜７２上を含む流路形成基板用ウェハー１１０上に、上記の塗布工程、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行うことにより、２層目以降の圧電体膜７２を形成する。１層目の圧電体膜７２の配向が配向制御層６５により制御され、１層目の圧電体膜７２が（１００）面に優先配向することなるため、２層目以降の圧電体膜７２であって１層目の圧電体膜７２上の領域の圧電体膜７２も（１００）面に優先配向するようになる。尚、１層目の圧電体膜７２上や、２層目以降の圧電体膜７２の膜間に、配向制御層６５を再度形成するようにしてもよい。
【００８３】
その後、図１１（ｃ）に示すように、複数層の圧電体膜７２からなる圧電体層７０上に第２電極８０を形成する。尚、第２電極８０や圧電体層７０はスパッタリング法やＣＶＤ法等を用いて形成することができる。尚、種チタンである配向制御層６５は、圧電体層７０の焼成工程等を経ることで圧電体層７０内に拡散し、製造後の記録ヘッド１において配向制御層６５が実質的に消滅する場合があるため、本実施形態では、記録ヘッド１に配向制御層６５が残存するような態様を採用する必要は必ずしもない。
【００８４】
一方、種チタンである配向制御層６５は、記録ヘッド１の製造後も例えばチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）として残存する場合には、この残存するチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）に酸素欠陥が多く含まれる可能性がある。ただし、本実施形態では、無配向領域７６の形成にあたり種チタンである配向制御層６５を用いていないため、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）が残存する部分に応力がかかり、破損等が生じるリスクを低減することができる。また、配向制御層６５は種チタンに制限されず、異なる種類の配向制御層を用いることも可能である。
【００８５】
次に、図１２（ａ）に示すように、第２電極８０及び圧電体層７０を各圧力発生室１２に対応してパターニングする。本実施形態では、第２電極８０上に所定形状に形成したマスク（図示なし）を設け、このマスクを介して第２電極８０及び圧電体層７０をエッチングする、いわゆるフォトリソグラフィー法によってパターニングした。尚、圧電体層７０のパターニングは、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やウェットエッチング等が挙げられる。
【００８６】
次に、図１２（ｂ）に示すように、第２電極８０の必要箇所をパターニングして除去部８３を形成するとともに、例えばスパッタリング法によってリード電極９０を形成する。ただし、リード電極９０の形成方法は制限されない。
【００８７】
次に、図１３（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。
【００８８】
そして、図１３（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０上に、マスク膜５４を新たに形成し、所定形状にパターニングする。更に、図１３（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０をマスク膜５４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１５、インク供給路１３及び連通路１４等を形成する。
【００８９】
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５４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２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、本実施形態の記録ヘッド１とする。
【００９０】
（他の実施形態）
以上、本発明の一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。図１４は、本発明の他の実施形態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構成例を示す図である。以下、同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略し、異なる部分を中心に詳述する。尚、図１４（ａ）〜（ｂ）は、図３（ｂ）に示す圧電体層７０近傍に相当する部分の拡大図であり、図示は省略されているものの、本実施形態の引き出し配線を構成する個別リード電極９１が左側（図１４（ａ）〜（ｂ）の左側）に設けられている。
【００９１】
図１４（ａ）に示すように、種チタンとは異なる配向制御層６５Ａを介して、第１電極６０上に圧電体層７０を形成するようにしてもよい。種チタンとは異なる配向制御層６５Ａとしては、例えばニッケル酸ランタン（ＬａＮｉＯ３：ＬＮＯ）、ルテニウム酸ストロンチウム（ＳｒＲｕＯ３：ＳＲＯ）、ランタンストロンチウムコバルト酸化物（Ｌａ１−ＸＳｒＸＣｏＯ３）、酸化鉛（ＰｂＯ）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）を適宜選択して用いることができる。図示されるように、これらは製造後の記録ヘッド１Ａに残存していてもよい。上記のように、配向制御層６５Ａの構成材料は、圧電材料に応じて適宜選択することが可能である。
【００９２】
また、図１４（ｂ）に示すように、共通リード電極９２の連続部９３を省略するようにしてもよい。これによれば、簡易構成である記録ヘッド１Ｂを実現できる。このような他の実施形態においても、実施形態１と同様に長期に亘って高い信頼性を維持できる。他の実施形態は上記の実施形態１と組み合わせることが可能である。
【００９３】
また、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般の駆動方法を対象としたものであり、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インクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、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の駆動方法にも適用することができる。更に、薄膜であって撓み変形モードで駆動する圧電素子３００を使用する種々のセンサーやアクチュエーター装置の駆動方法にも、同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
Ｉ  インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、  ＩＩ  インクジェット式記録ヘッドユニット（液体噴射ヘッドユニット）、  １  インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、  １０  流路形成基板（基板）、  １１  隔壁、  １２  圧力発生室、  １３  インク供給路、  １４  連通路、  １５  連通部、  ２０  ノズルプレート、  ２１  ノズル開口、  ３０  保護基板、  ３１  圧電素子保持部、  ３２  マニホールド部、  ３３  貫通孔、  ３５  接着剤、  ４０  コンプライアンス基板、  ４１  封止膜、  ４２  固定板、  ４３  開口部、  ５０  振動板、  ５１  弾性膜、  ５２  絶縁体膜、  ５３  密着層、  ６０  第１電極、  ６５，６５Ａ  配向制御層、  ７０  圧電体層、  ７５，７５Ａ  優先配向領域、  ７６  無配向領域、  ７７  第２の無配向領域、  ８０  第２電極、  ９０  リード電極、  ９１  個別リード電極（引き出し配線）、  ９２  共通リード電極、  １００  マニホールド、  ２００  プリンターコントローラー、  ３００  圧電素子、  ３１０  能動部
【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８】
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