(57)【要約】【課題】圧電体素子において、変位特性の向上を図る。【解決手段】圧電体薄膜素子２３は、振動板膜２５と、振動板膜２５上に形成された共通電極２７と、共通電極２７上に形成された圧電体薄膜２９と、圧電体薄膜２９上に形成された個別電極３１とを備えている。振動板膜２５の下面側には、振動板膜２５の長手方向に延びる複数の溝２５ａが形成されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体膜と、該圧電体膜の両面の上のそれぞれに配設された第１及び第２電極膜と、該第１及び第２電極膜の上のいずれか一方に形成された振動板膜とを備え、上記圧電体膜が該圧電体膜の厚み方向と垂直な所定方向に伸縮する圧電体素子であって、
上記振動板膜には、上記所定方向と垂直な方向に延びる溝及び上記所定方向と垂直な方向に列状に並ぶ複数の穴の少なくとも一方からなる凹部が形成されていることを特徴とする圧電体素子。
【請求項２】
圧電体膜と、該圧電体膜の一方の面の上に形成された電極膜と、上記圧電体膜の他方の面の上に形成されるとともに、導電性を有する振動板膜とを備え、上記圧電体膜が該圧電体膜の厚み方向と垂直な所定方向に伸縮する圧電体素子であって、
上記振動板膜には、上記所定方向と垂直な方向に延びる溝及び上記所定方向と垂直な方向に列状に並ぶ複数の穴の少なくとも一方からなる凹部が形成されていることを特徴とする圧電体素子。
【請求項３】
請求項１又は２記載の圧電体素子において、
上記凹部には、第１凹部と、該第１凹部よりも上記振動板膜における上記所定方向に関する中央部から遠い位置に上記第１凹部よりも深く形成された第２凹部とが含まれていることを特徴とする圧電体素子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の圧電体素子を備えたことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項５】
請求項４記載のインクジェットヘッドを備えたことを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項６】
圧電体膜と、該圧電体膜の両面の上のそれぞれに配設された第１及び第２電極膜と、該第１及び第２電極膜の上のいずれか一方に形成された振動板膜とを備え、上記圧電体膜が該圧電体膜の厚み方向と垂直な所定方向に伸縮する圧電体素子を備えたインクジェットヘッドの製造方法であって、
基板上に第１電極膜を形成する工程と、
上記第１電極膜上に圧電体膜を形成する工程と、
上記圧電体膜上に第２電極膜を形成する工程と、
上記基板の一部を除去することにより圧力室用開口を形成する工程と、
上記圧力室用開口に露出した上記第１電極膜上に振動板膜を形成する工程と、
振動板膜に上記所定方向と垂直な方向に延びる溝及び上記所定方向と垂直な方向に列状に並ぶ複数の穴の少なくとも一方からなる凹部を形成する工程と、
を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項７】
圧電体膜と、該圧電体膜の両面の上のそれぞれに配設された第１及び第２電極膜と、該第１及び第２電極膜の上のいずれか一方に形成された振動板膜とを備え、上記圧電体膜が該圧電体膜の厚み方向と垂直な所定方向に伸縮する圧電体素子を備えたインクジェットヘッドの製造方法であって、
基板上に第１電極膜を形成する工程と、
上記第１電極膜上に圧電体膜を形成する工程と、
上記圧電体膜上に第２電極膜を形成する工程と、
上記第２電極膜上に圧力室用開口が形成された圧力室形成部材を形成する工程と、
上記圧力室用開口に露出した上記第２電極膜上に振動板膜を形成する工程と、
振動板膜に上記所定方向と垂直な方向に延びる溝及び上記所定方向と垂直な方向に列状に並ぶ複数の穴の少なくとも一方からなる凹部を形成する工程と、
上記圧力室形成部材形成工程後に、上記基板を除去する工程と、
を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項８】
圧電体膜と、該圧電体膜の両面の上のそれぞれに配設された第１及び第２電極膜と、該第１及び第２電極膜の上のいずれか一方に形成された振動板膜とを備え、上記圧電体膜が該圧電体膜の厚み方向と垂直な所定方向に伸縮する圧電体素子を備えたインクジェットヘッドの製造方法であって、
基板上に第１電極膜を形成する工程と、
上記第１電極膜上に圧電体膜を形成する工程と、
上記圧電体膜上に第２電極膜を形成する工程と、
上記第２電極膜上に圧力室用開口が形成された圧力室形成部材を形成するとともに、上記圧力室用開口に露出した上記第２電極膜上に振動板膜を形成する工程と、
振動板膜に上記所定方向と垂直な方向に延びる溝及び上記所定方向と垂直な方向に列状に並ぶ複数の穴の少なくとも一方からなる凹部を形成する工程と、
上記圧力室形成部材形成工程後に、上記基板を除去する工程と、
を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電体素子、インクジェットヘッド、及びインクジェット式記録装置、並びにインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、取り扱いが簡単なこと、印字性能が良いこと、及び低コストなどの理由から、インクジェット記録方式を用いたプリンタが広く普及している。このインクジェット記録方式を用いたプリンタには、圧電素子（ピエゾ素子）の伸縮を利用してインク滴を吐出するピエゾ方式のものや、インクをヒータで加熱することにより発生する気泡を利用してインク滴を吐出するバブルジェット（Ｒ）方式のものや、静電力を利用してインクを吸引し、インク滴を吐出する静電吸引方式のもの等、種々の方式のものがある。
【０００３】
ここで、ピエゾ方式のものは、例えば、ノズルと該ノズルに連通するとともにインクを収容する圧力室とが形成されたヘッド本体部と、圧力室に圧力を付与する圧電アクチュエータと、圧電アクチュエータに接合されるとともに圧力室に面する振動板とからなる。圧電アクチュエータは共通電極と圧電体膜と個別電極とからなる。そして、圧電アクチュエータに所定の電圧を印加すると、圧電体膜が水平方向に伸縮する。その伸縮が振動板に拘束されることで、圧電体膜及び振動板は厚さ方向にたわみ変形する。その結果、圧力室内のインクが圧縮され、ノズルからインク滴が吐出する。
【０００４】
ところで、近年では、小型の要求に伴って、圧電体を薄膜により形成する研究が盛んに行われつつあり、この薄膜の圧電体膜として、Ｐｂを含有したペロブスカイト型構造の材料、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等が用いられていた（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
また、ヘッドの高密度化を実現するためには、圧電アクチュエータの変位特性の向上が不可欠である。そこで、従来においては、圧電体膜に金属酸化物を添加することにより、変位特性の向上が図られていた（例えば、特許文献１参照）。さらに、同様に、圧電素子の幅方向の中央部の膜厚を幅方向の両端部よりも厚くすることにより、変位特性の向上が図られていた（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２５３７７４号公報
【特許文献２】
特開２０００−２４６８８８号公報
【非特許文献１】
「ジャパニーズジャーナルオブアプライドフィジックス（Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｊ          ｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ）」，応用物理学会，１９９７，第３６巻，Ｐ．６                    ０６５−６０６８
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、非特許文献１によると、薄膜により形成した圧電体膜の圧電定数ｄ３１の値は１００ｐＣ／Ｎ程度であり、焼結体と比べるとその値は小さい。そのため、ＰＺＴから構成された圧電体膜は、焼結体と比較すると、変位特性が低い。
【０００８】
また、特許文献１では、圧電体膜に金属酸化物を添加することにより変位特性の向上が図られているものの、金属酸化物を添加することにより変位特性を大幅に向上させることは困難である。
【０００９】
また、特許文献２によると、圧電体膜における上記中央部分の膜厚を上記両端部より厚くする工程をパターンニングにより行っている。しかしながら、パターニングにより上記中央部の膜厚と上記両端部の厚さとをそれぞれ適当な厚さにすることは容易ではない。それに加えて、圧電体膜の上記中央部の膜厚を上記両端部より厚くした場合、圧電体膜に段差が生じるため、圧電体膜の上に形成した上部電極が断線しやすい。
【００１０】
そこで、本発明者は、振動板の構造に工夫をこらすことにより、圧電アクチュエータの変位特性の向上を図る技術を開発した。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧電体素子において、変位特性の向上を図ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る圧電体素子は、圧電体膜と、該圧電体膜の両面の上のそれぞれに配設された第１及び第２電極膜と、該第１及び第２電極膜の上のいずれか一方に形成された振動板膜とを備え、上記圧電体膜が該圧電体膜の厚み方向と垂直な所定方向に伸縮する圧電体素子であって、上記振動板膜には、上記所定方向と垂直な方向に延びる溝及び上記所定方向と垂直な方向に列状に並ぶ複数の穴の少なくとも一方からなる凹部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
これにより、振動板膜に凹部が形成されているため、振動板膜の弾性は所定方向と該所定方向と垂直な方向とで異なる。そのため、凹部が圧電体膜の所定方向の伸縮を吸収し、圧電体素子の所定方向に関するたわみを抑制する。したがって、圧電体素子の厚み方向に関する変位量の向上を図ることができる。
【００１４】
本発明に係る圧電体素子は、圧電体膜と、該圧電体膜の一方の面の上に形成された電極膜と、上記圧電体膜の他方の面の上に形成されるとともに、導電性を有する振動板膜とを備え、上記圧電体膜が該圧電体膜の厚み方向と垂直な所定方向に伸縮する圧電体素子であって、上記振動板膜には、上記所定方向と垂直な方向に延びる溝及び上記所定方向と垂直な方向に列状に並ぶ複数の穴の少なくとも一方からなる凹部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
これにより、振動板膜に凹部が形成されているため、振動板膜の弾性は所定方向と該所定方向と垂直な方向とで異なる。そのため、凹部が圧電体膜の所定方向の伸縮を吸収し、圧電体素子の所定方向に関するたわみを抑制する。したがって、圧電体素子の厚み方向に関する変位量の向上を図ることができる。
【００１６】
本発明に係る圧電体素子は更に、上記凹部には、第１凹部と、該第１凹部よりも上記振動板膜における上記所定方向に関する中央部から遠い位置に上記第１凹部よりも深く形成された第２凹部とが含まれていることを特徴とするものである。
【００１７】
ところで、圧電体素子の厚み方向に関する変位量は、所定方向に関する中央部よりも該中央部から遠い位置の方が大きい。
【００１８】
ここで、第１凹部よりも上記中央部から遠い位置に形成された第２凹部は第１凹部よりも深い。そのため、振動板膜において、第１凹部が形成された部分より第２凹部が形成された部分の方が変形しやすい。よって、第２凹部によって圧電体膜の所定方向と垂直な方向の伸縮をより吸収し、圧電体素子の所定方向と垂直な方向に関するたわみをより抑制する。したがって、圧電体素子の厚み方向に関する変位量の向上をさらに図ることができる。
【００１９】
本発明に係るインクジェットヘッドは、請求項１〜３のいずれか１つに記載の圧電体素子を備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
本発明に係るインクジェット式記録装置は、請求項４記載のインクジェットヘッドを備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、圧電体膜と、該圧電体膜の両面の上のそれぞれに配設された第１及び第２電極膜と、該第１及び第２電極膜の上のいずれか一方に形成された振動板膜とを備え、上記圧電体膜が該圧電体膜の厚み方向と垂直な所定方向に伸縮する圧電体素子を備えたインクジェットヘッドの製造方法であって、基板上に第１電極膜を形成する工程と、上記第１電極膜上に圧電体膜を形成する工程と、上記圧電体膜上に第２電極膜を形成する工程と、上記基板の一部を除去することにより圧力室用開口を形成する工程と、上記圧力室用開口に露出した上記第１電極膜上に振動板膜を形成する工程と、振動板膜に上記所定方向と垂直な方向に延びる溝及び上記所定方向と垂直な方向に列状に並ぶ複数の穴の少なくとも一方からなる凹部を形成する工程とを備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
これにより、圧力室用開口に露出した第１電極膜上に振動板膜を形成するため、圧電体膜と振動板膜との位置合わせを容易に行うことができるとともに、その位置合わせの精度も高くすることができる。
【００２３】
また、成膜温度の高い圧電体膜の形成後に振動板膜を形成するため、振動板膜の形成後に成膜温度の高い圧電体膜を形成する場合と比較して、振動板膜の剥離及び振動板膜の圧電体膜への拡散を防ぐことができる。したがって、圧電体素子の変位特性の低下を防止することができる。
【００２４】
また、基板の一部を除去することにより圧力室用開口を形成するため、高温下で形成された圧電体膜の残留応力を緩和することができる。したがって、圧電体素子の信頼性の向上を図ることができる。
【００２５】
また、圧力室用開口を別途に形成するため、圧力室用開口を精密に形成することができる。したがって、ノズルヘッドの高密度化、多ノズル化、及びヘッドの長尺化を図ることができる。
【００２６】
本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、圧電体膜と、該圧電体膜の両面の上のそれぞれに配設された第１及び第２電極膜と、該第１及び第２電極膜の上のいずれか一方に形成された振動板膜とを備え、上記圧電体膜が該圧電体膜の厚み方向と垂直な所定方向に伸縮する圧電体素子を備えたインクジェットヘッドの製造方法であって、基板上に第１電極膜を形成する工程と、上記第１電極膜上に圧電体膜を形成する工程と、上記圧電体膜上に第２電極膜を形成する工程と、上記第２電極膜上に圧力室用開口が形成された圧力室形成部材を形成する工程と、上記圧力室用開口に露出した上記第２電極膜上に振動板膜を形成する工程と、振動板膜に上記所定方向と垂直な方向に延びる溝及び上記所定方向と垂直な方向に列状に並ぶ複数の穴の少なくとも一方からなる凹部を形成する工程と、上記圧力室形成部材形成工程後に、上記基板を除去する工程とを備えたことを特徴とするものである。
【００２７】
これにより、圧力室用開口に露出した第２電極膜上に振動板膜を形成するため、圧電体膜と振動板膜との位置合わせを容易に行うことができるとともに、その位置合わせの精度も高くすることができる。
【００２８】
また、成膜温度の高い圧電体膜の形成後に振動板膜を形成するため、振動板膜の形成後に成膜温度の高い圧電体膜を形成する場合と比較して、振動板膜の剥離及び振動板膜の圧電体膜への拡散を防ぐことができる。したがって、圧電体素子の変位特性の低下を防止することができる。
【００２９】
また、製造工程において基板を除去するため、高温下で形成された圧電体膜の残留応力を緩和することができる。したがって、圧電体素子の信頼性の向上を図ることができる。
【００３０】
また、圧力室用開口を別途に形成するため、圧力室用開口を精密に形成することができる。したがって、ノズルヘッドの高密度化、多ノズル化、及びヘッドの長尺化を図ることができる。
【００３１】
本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、圧電体膜と、該圧電体膜の両面の上のそれぞれに配設された第１及び第２電極膜と、該第１及び第２電極膜の上のいずれか一方に形成された振動板膜とを備え、上記圧電体膜が該圧電体膜の厚み方向と垂直な所定方向に伸縮する圧電体素子を備えたインクジェットヘッドの製造方法であって、基板上に第１電極膜を形成する工程と、上記第１電極膜上に圧電体膜を形成する工程と、上記圧電体膜上に第２電極膜を形成する工程と、上記第２電極膜上に圧力室用開口が形成された圧力室形成部材を形成するとともに、上記圧力室用開口に露出した上記第２電極膜上に振動板膜を形成する工程と、振動板膜に上記所定方向と垂直な方向に延びる溝及び上記所定方向と垂直な方向に列状に並ぶ複数の穴の少なくとも一方からなる凹部を形成する工程と、上記圧力室形成部材形成工程後に、上記基板を除去する工程とを備えたことを特徴とするものである。
【００３２】
これにより、第２電極膜上に振動板膜を形成し、且つ、第２電極膜上に圧力室形成部材を形成することにより圧力室用開口を形成するため、圧電体膜と振動板膜との位置合わせを容易に行うことができるとともに、その位置合わせの精度も高くすることができる。
【００３３】
また、成膜温度の高い圧電体膜の形成後に振動板膜を形成するため、振動板膜の形成後に成膜温度の高い圧電体膜を形成する場合と比較して、振動板膜の剥離及び振動板膜の圧電体膜への拡散を防ぐことができる。したがって、圧電体素子の変位特性の低下を防止することができる。
【００３４】
また、製造工程において基板を除去するため、高温下で形成された圧電体膜の残留応力を緩和することができる。したがって、圧電体素子の信頼性の向上を図ることができる。  また、圧力室用開口を別途形成するため、圧力室用開口を精密に形成することができる。したがって、ノズルヘッドの高密度化、多ノズル化、及びヘッドの長尺化を図ることができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明に係る圧電体素子は、圧電体膜が該圧電体膜の厚み方向と垂直な所定方向に伸縮する圧電体素子であって、振動板膜には上記所定方向と垂直な方向に延びる溝及び上記所定方向と垂直な方向に列状に並ぶ複数の穴の少なくとも一方からなる凹部が形成されているため、振動板膜において所定方向より該所定方向と垂直な方向の方が変形しやすくなる。そのため、凹部が圧電体膜の所定方向と垂直な方向の伸縮を吸収し、圧電体素子の所定方向と垂直な方向に関するたわみを抑制する。したがって、圧電体素子の厚み方向に関する変位量の向上を図ることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３７】
（実施形態１）
図１に示すように、本実施形態に係るインクジェットヘッド１は、インクジェット式記録装置としてのインクジェットプリンタ３に組み込まれ、吐出したインク滴を紙等の記録媒体５に着弾させて記録を行うものである。このインクジェットヘッド１は、キャリッジ軸７に沿って往復移動するキャリッジ９に搭載され、キャリッジ９とともに主走査方向Ｘに往復運動を行う。ローラ１１は、キャリッジ９が主走査方向Ｘに一走査分移動するごとに、記録媒体を副走査方向Ｙに搬送するように構成されている。
【００３８】
図２に示すように、インクジェットヘッド１は、共通インク室１３と複数のインク吐出口１５とが形成されたヘッド本体部１７と、複数の圧力室１９が形成された圧力室形成基板（成膜基板）２１と、圧力室１９内のインクに圧力を付与する圧力印加手段としての圧電体薄膜素子２３とからなる。
【００３９】
圧電体薄膜素子２３は、弾性体からなる振動板膜２５と、振動板膜２５上に形成された共通電極２７と、共通電極２７上に形成された圧電体薄膜２９と、圧電体薄膜２９上に形成された個別電極３１とを備えている。個別電極３１及び圧電体薄膜２９は、圧力室１９に対応した部分に位置するように設けられている。共通電極２７上における個別電極３１及び圧電体薄膜２９が形成されていない部分には、絶縁材料からなる保護膜３３が形成されている。なお、本発明に係る第１電極膜は共通電極２７に対応し、第２電極膜は個別電極３１に対応する。
【００４０】
振動板膜２５は圧力室１９内に位置し、共通電極２７の下面上に形成されている。振動板膜２５は、個別電極３１及び圧電体薄膜２９に対応した部分に位置するように設けられている。振動板膜２５はＮｉＣｒ・Ｎｉ・Ｃｒ等のヤング率の大きい金属や、ＳｉＯ２・ジルコニア等の絶縁体等のいずれかからなる。振動板膜２５は、副走査方向Ｙに細長い略矩形状に形成されている。振動板膜２５の厚さは１０μｍ以下であることが好ましく、６μｍ以下であることがより好ましい。振動板膜２５の下面側には、振動板膜２５の長手方向に延びる複数の溝２５ａが形成されている。言い換えれば、振動板膜２５の下面側には、副走査方向Ｙに延びる溝２５ａが形成されている。各溝２５ａは互いに平行に延びている。なお、本発明に係る凹部は溝２５ａに対応する。本発明に係る所定方向と垂直な方向は、振動板膜２５の長手方向に対応し、所定方向は後述する幅方向に対応する。
【００４１】
共通電極２７はＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｒ等のいずれかからなる。共通電極２７の厚さは、例えば、０．２μｍである。
【００４２】
圧電体薄膜２９は、ＰｂＸＬａＹＴｉＺＺｒＷＯ３で表される強誘電体からなる。なお、上記組成式中に登場したＸ、Ｙ、Ｚ、及びＷは、以下に記した式（１）〜（５）のいずれか１つを満たす。
０．７≦Ｘ≦１、Ｘ＋Ｙ＝１、０．９２５≦Ｚ≦１、Ｗ＝０…（１）
Ｘ＝１、Ｙ＝０、０≦Ｚ≦０．５０、Ｚ＋Ｗ＝１…（２）
０．７５≦Ｘ＜１、Ｘ＋Ｙ＝１、０．３≦Ｚ＜１、Ｚ＋Ｗ＝１…（３）
Ｘ＝１、Ｙ＝０、０．５≦Ｚ≦１．０、Ｚ＋Ｗ＝１…（４）
０．９≦Ｘ＜１、Ｘ＋Ｙ＝１、０≦Ｚ＜０．５、Ｚ＋Ｗ＝１…（５）
【００４３】
さらに、圧電体薄膜２９は、上述のＰｂＸＬａＹＴｉＺＺｒＷＯ３で表される強誘電体と、圧電体薄膜２９全体に占める割合が２５モル％以下のＰｂＯとによって構成されてもよい。このようなＰｂＯが添加された圧電体薄膜２９であっても、導電性及び圧電特性に関して支障は生じない。
【００４４】
本実施形態では、圧電体薄膜２９はＰｂＴｉＯ３、ＰＺＴ（ＰｂＴｉ０．５０Ｚｒ０．５０Ｏ３）、ＰＬＺＴ（Ｐｂ０．９Ｌａ０．１（Ｔｉ０．９Ｚｒ０．１  ）０．９７５Ｏ３）のいずれかからなる。以下に示された表１は、圧電体薄膜２９に用いられる材料ごとの特性を示している。
【００４５】
【表１】
2004284194.tif 000003
【００４６】
圧電体薄膜２９の厚さは、例えば、２．０μｍである。上記個別電極３１は、例えば、厚さ０．２μｍのＰｔからなる。
【００４７】
上記圧力室形成基板２１は、（１００）面配向のＭｇＯ単結晶基板からなる。圧力室形成基板２１には、主走査方向Ｘに沿って所定間隔毎に圧力室１９が形成されている。各圧力室１９は、開口断面（ＸＹ断面）が副走査方向Ｙに細長い略矩形状に形成されている。
【００４８】
上記ヘッド本体部１７は共通インク室形成部材３５と、共通インク室１３の底壁を構成する下側構成部材３７とからなり、エポキシ樹脂からなる接着層３８を介して圧力室形成基板２１の下面上に固定されている。この共通インク室形成部材３５には、副走査方向Ｙに延びる共通インク室１３が形成されている。共通インク室形成部材３５における圧力室１９の底面の主走査方向Ｘの一端側（図２の左端側）には、共通インク室１３と圧力室１９とをつなぐインク供給用流路３９が形成され、その他端側（図２の右端側）には、圧力室１９とインク吐出口１５とをつなぐインク吐出用流路４１が形成されている。
【００４９】
−インクジェットヘッドの製造工程−
ここで、図３及び図４を参照しながら、インクジェットヘッド１の製造工程について説明する。まず、図３（ａ）に示すように、圧力室形成基板２１上に、高周波マグネトロンスパッタリングにより共通電極２７を形成（成膜）する。共通電極２７は（００１）方向に配向する。以下に示された表２は、共通電極２７に用いられる電極材料ごとの成膜条件を示している。
【００５０】
【表２】
2004284194.tif 000004
【００５１】
本実施形態では、高周波マグネトロンスパッタリングを行う際の周波数を１３．５６ＭＨｚとした。
【００５２】
次に、図３（ｂ）に示すように、共通電極２７上に、高周波マグネトロンスパッタリングにより圧電体薄膜２９を形成する。圧電体薄膜２９も共通電極２７と同様に、（００１）方向に配向する。以下に示された表３は、圧電体薄膜２９に用いられる材料ごとの成膜条件を示している。
【００５３】
【表３】
2004284194.tif 000005
【００５４】
その後、形成された圧電体薄膜２９をパターニングすることにより、圧力室１９に対応する部分以外の圧電体薄膜２９を除去する。以下に示された表４は、圧電体薄膜２９に用いられる材料ごとのパターニング方法を示している。
【００５５】
【表４】
2004284194.tif 000006
【００５６】
なお、表４中の「ｃｈｅｍｉｃａｌ」とは化学エッチングを意味する。
【００５７】
次に、圧電体薄膜２９を除去することにより露出した共通電極２７上に、スピンコートにより保護膜３３を形成する。なお、保護膜３３が感光性樹脂で構成されている場合、接続端子部（図示せず）とつながったリード電極（図示せず）と個別電極３１とを接続するためのコンタクトホールを容易に形成することができる。
【００５８】
次に、図３（ｃ）に示すように、圧電体薄膜２９上に、高周波マグネトロンスパッタリングによりＰｔからなる上部電極膜を形成する。その後、形成された上部電極膜をパターニングすることにより、個別電極３１を形成する。
【００５９】
次に、図３（ｄ）に示すように、圧力室形成基板２１の一部をエッチングにより除去することにより、圧力室用開口１９´を形成する。具体的には、８０℃に加熱した１０％リン酸水溶液を用いてウェットエッチングを行うことにより、圧力室用開口１９´を形成する。
【００６０】
次に、図３（ｅ）に示すように、圧力室用開口１９´に露出した共通電極２７の下面上に、蒸着・スパッタリング等の物理的な方法により振動板膜２５を形成する。ここで、物理的な方法により振動板膜２５を形成した場合、メッキ等の電気化学的な方法により形成した場合と異なり、導電体の振動板膜２５はもちろん、絶縁体である振動板膜２５も形成することができる。
【００６１】
次に、図３（ｆ）に示すように、振動板膜２５の下面側に、エッチングにより複数の溝２５ａを形成する。
【００６２】
最後に、図３（ｇ）に示すように、圧力室形成基板２１の下面上に、接着層３８を介して予め共通インク室１３等が形成されたヘッド本体部１７を接合する。それにより、圧力室１９が形成される。以上により、インクジェットヘッド１の製造が完了する。
【００６３】
−インクジェットヘッドの動作−
ここで、インクジェットヘッドの動作について説明する。まず、共通電極２７と個別電極３１とに電圧を印加する。両電極２７，３１に電圧が印加されたことにより、圧電体薄膜２９が水平方向に伸縮する。その伸縮が振動板膜２５に拘束されることにより、圧電体薄膜素子２３は積層方向にたわみ変形する。そのたわみ変形により圧力室１９内の容積が変化し、圧力室１９内のインクがインク吐出用流路４１を介してインク吐出口１５から吐出される。
【００６４】
以上により、本実施形態によれば、振動板膜２５には長手方向に延びる溝２５ａが形成されているため、振動板膜２５の弾性は、長手方向と該長手方向と垂直な方向（以下、幅方向という）とで異なる。そのため、両電極２７，３１に電圧を印加したときには、溝２５ａが圧電体薄膜２９の幅方向の伸縮を吸収する。よって、圧電体薄膜素子２３の幅方向に関するたわみを抑制することができる。したがって、圧電体薄膜素子２３の厚み方向に関する変位量の向上を図ることができる。具体的には、振動板膜２５に溝が形成されていない圧電体薄膜素子と比較して、圧電体薄膜素子２３の変位量が１０％程度大きくなる。
【００６５】
また、圧力室用開口１９´に露出した共通電極２７上に振動板膜２５を形成するため、圧電体薄膜２９と振動板膜２５との位置合わせを容易に行うことができるとともに、その位置合わせの精度も高くすることができる。したがって、各圧電体薄膜素子２３の変位量のばらつきを低減することができる。
【００６６】
また、成膜温度の高い圧電体膜の成膜後に振動板膜２５を成膜するため、振動板膜の形成後に成膜温度の高い圧電体薄膜を形成する場合と比較して、振動板膜２５の剥離及び振動板膜２５の圧電体薄膜２９への拡散を防ぐことができる。そのため、圧電体薄膜素子２３の変位特性の低下を防止することができる。
【００６７】
また、圧力室形成基板２１の一部を除去することにより圧力室用開口１９´を形成するため、高温下で形成された圧電体薄膜２９の残留応力を緩和することができる。したがって、圧電体薄膜素子２３の信頼性の向上を図ることができるとともに、製造歩留まりの向上を図ることもできる。
【００６８】
また、圧力室用開口１９´を別途に形成するため、圧力室１９を精密に形成することができる。したがって、ノズルヘッドの高密度化、多ノズル化、及びヘッドの長尺化を図ることができる。
【００６９】
なお、本実施形態では、圧力室形成基板２１はＭｇＯ単結晶基板からなるが、これに限らず、エッチングを行うことができる基板、例えば、Ｓｉ単結晶基板、ステンレス金属基板、ガラス基板等で構成されてもよい。ここで、圧力室形成基板２１がＳｉ単結晶基板で構成されている場合、８０℃に加熱したＫＯＨ水溶液を用いて異方性エッチングを行うことにより圧力室用開口１９´を形成する。また、圧力室形成基板２１がステンレス基板で構成されている場合、塩化第２鉄水溶液を用いてエッチングを行うことにより圧力室用開口１９´を形成する。
【００７０】
また、本実施形態では、蒸着・スパッタリング等の物理的な方法により振動板膜２５を形成したが、メッキ等の電気化学的な方法により振動板膜２５を形成してもよい。電気化学的方法により振動板膜２５を形成した場合、物理的方法により形成した場合と比較して、振動板膜２５を短時間で形成することができるとともに、振動板膜２５の応力を調節することもできる。さらに、物理的又は電気化学的方法のいずれを用いた場合においても、圧力室用開口１９´側から振動板膜２５を形成するため、振動板膜２５のパターン工程が不要である。ところで、圧力室形成基板２１の一部をエッチングにより除去したため、高温下で形成された圧電体薄膜２９の残留応力が緩和されて、圧電体薄膜２９には反りが発生している。ここで、物理的又は電気化学的方法を用いれば、圧電体薄膜２９が反っているにも拘わらず、振動板膜２５を形成することができる。
【００７１】
また、本実施形態では、エッチングにより振動板膜２５の下面側には複数の溝２５ａが形成されているが、マスクにより溝２５ａを形成してもよい。このとき、上記エッチング工程を省略することができる。
【００７２】
また、本実施形態では、接着層３８としてエポキシ樹脂が用いられているが、接着層３８として電着樹脂を用いてもよい。接着層３８として電着樹脂を用いた場合、圧力室形成基板２１又は共通インク室形成部材３５の上に導通パターンを形成することにより、接着層３８を選択的に形成することができる。電着樹脂として、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、又はポリイミド樹脂等を使用することができる。さらに、一般的な印刷法と比較して、より薄く、且つ、均一の膜厚を有する接着層３８を形成することができる。したがって、接着層３８の量の低減化を図ることができる。
【００７３】
また、本実施形態では、共通電極２７はＡｕ、Ｐｔ等のいずれかからなるが、これに限らず、他の金属で構成されてもよい。例えば、共通電極２７はＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｒ等のいずれかを含む合金から構成されてもよい。
【００７４】
また、本実施形態では、個別電極３１はＰｔからなるが、これに限らず、他の金属で構成されてもよい。
【００７５】
（実施形態２）
図４に示すように、本実施形態のインクジェットヘッド１は、振動板膜２５に形成された各溝２５ａの深さがそれぞれ異なるものである。具体的には、本実施形態のインクジェットヘッド１は、振動板膜２５における幅方向の中央部に形成された溝２５ａの深さが最も浅く、幅方向の中央部から幅方向の両端部に向かうにつれて溝２５ａの深さが次第に深くなっていくものである。
【００７６】
共通電極２７は、例えば、厚さ０．２μｍのＰｔからなる。なお、本発明に係る第２電極膜は共通電極２７に対応する。
【００７７】
圧電体薄膜２９は、Ｘ、Ｙ、Ｚ、及びＷが上述の式（１）〜（５）のいずれか１つを満たすＰｂＸＬａＹＴｉＺＺｒＷＯ３の強誘電体に、圧電体薄膜２９全体に占める割合が１モル％以上５０モル％以下の鉛系複合ペロブスカイト型構造を有するＰｂ（ＡａＢｂ）Ｏ３を加えたものである。なお、上記組成式中に登場したＡ、ａ、Ｂ、及びｂは、以下に記した（ａ）〜（ｃ）のいずれか１つを満たす。
（ａ）Ａ：Ｍｇ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍｎ，Ｎｉ（２価金属）
Ｂ：Ｎｂ，Ｔａ，Ｓｂ（５価金属）
ａ＝１／３，ｂ＝２／３
（ｂ）Ａ：Ｍｇ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍｎ，Ｎｉ（２価金属）
Ｂ：Ｗ，Ｔｅ（６価金属）
ａ＝１／２，ｂ＝１／２
（ｃ）Ａ：Ｓｂ，Ｙ，Ｆｅ，Ｓｃ，Ｙｂ，Ｉｎ，Ｃｒ（３価金属）
Ｂ：Ｎｂ，Ｔａ，Ｓｂ（５価金属）
ａ＝１／２，ｂ＝１／２
【００７８】
以下に示した表５は、圧電体薄膜２９に用いられる材料ごとの特性を示している。
【００７９】
【表５】
2004284194.tif 000007
【００８０】
なお、表５中の「ＰＭＮ」とはＰｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３である。
【００８１】
個別電極３１はＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｒ等のいずれかからなる。なお、本発明に係る第１電極膜は個別電極３１に対応する。圧力室形成部材２１は、エポキシ樹脂からなる接着層３８を介して共通電極２７に固定されている。その他の点に関しては、実施形態１のインクジェットヘッド１とほぼ同様の構成である。
【００８２】
−インクジェットヘッドの製造工程−
ここで、図５を参照しながら、インクジェットヘッド１の製造工程について説明する。まず、図５（ａ）に示すように、（１００）面配向のＳｉ単結晶基板からなる成膜基板４３上に、高周波マグネトロンスパッタリングにより下部電極膜を形成する。下部電極膜に用いられる電極材料ごとの成膜条件は上述の表２と同様である。その後、形成された下部電極膜をパターニングすることにより、個別電極３１を形成する。
【００８３】
次に、図５（ｂ）に示すように、成膜基板４３及び個別電極３１上に、高周波マグネトロンスパッタリングにより圧電体薄膜２９を形成する。以下に示された表６は圧電体薄膜２９に用いられる材料ごとの成膜条件を示している。
【００８４】
【表６】
2004284194.tif 000008
【００８５】
その後、形成された圧電体薄膜２９をパターニングすることにより、圧力室１９に対応する部分以外の圧電体薄膜２９を除去する。以下に示された表７は圧電体薄膜２９に用いられる材料ごとのパターニング方法を示している。
【００８６】
【表７】
2004284194.tif 000009
【００８７】
次に、圧電体薄膜２９を除去することにより露出した成膜基板４３上に、スピンコートにより保護膜３３を形成する。
【００８８】
次に、図５（ｃ）に示すように、圧電体薄膜２９及び保護膜３３上に、高周波マグネトロンスパッタリングにより共通電極２７を形成する。
【００８９】
次に、図５（ｄ）に示すように、共通電極２７上に、接着層３８を介して圧力室用開口１９´が形成された圧力室形成部材２１を接合する。
【００９０】
次に、図５（ｅ）に示すように、共通電極２７の下面上に、蒸着・スパッタリング等の物理的な方法により振動板膜２５を形成する。その後、振動板膜２５の下面側に、エッチングにより複数の溝２５ａを形成する。
【００９１】
次に、図５（ｆ）に示すように、圧力室形成部材２１の下面上に、エポキシ樹脂からなる接着層３８を介して、予め共通インク室１３等が形成されたヘッド本体部１７を固定する。それにより、圧力室１９が形成される。
【００９２】
最後に、図５（ｇ）に示すように、すべての成膜基板４３をエッチングにより除去する。具体的には、反応ガスとしてＳＦ６（六フッ化硫黄）を用いた反応性イオンエッチング装置（ＲＩＥ）によりエッチングを行うことで、すべての成膜基板４３を除去する。以上により、インクジェットヘッド１の製造が完了する。
【００９３】
以上により、本実施形態によれば、振動板膜２５における幅方向の中央部に形成された溝２５ａの深さが最も浅く、幅方向の中央部から両端部に向かうにつれて溝２５ａの深さが次第に深くなっていく。そのため、振動板膜２５において、幅方向の中央部から両端部に向かうにつれて変形しやすくなる。よって、溝２５ａによって圧電体薄膜２９の幅方向の伸縮をより吸収することができる。それゆえ、圧電体薄膜素子２３の幅方向に関するたわみをより抑制することができる。したがって、圧電体薄膜素子２３の厚み方向に関する変位量の向上をさらに図ることができる。具体的には、振動板膜２５に溝が形成されていない圧電体薄膜素子と比較して、圧電体薄膜素子２３の変位量が１５％程度大きくなる。
【００９４】
また、インクジェットヘッド１の製造工程において成膜基板４３を除去するため、高温下で形成された圧電体膜の残留応力を緩和することができる。したがって、圧電体薄膜素子２３の信頼性の向上を図ることができる。
【００９５】
また、実施形態１と同様の効果も得ることができる。
【００９６】
なお、本実施形態では、反応性イオンエッチング装置によって成膜基板４３を除去しているが、８０℃に加熱したＫＯＨ水溶液を用いてエッチングを行うことにより成膜基板４３を除去してもよい。
【００９７】
また、本実施形態では、成膜基板４３は（１００）面配向のＳｉ単結晶基板からなるが、これに限らず、例えば、（１００）面配向と異なる結晶配向面を有するＳｉ単結晶基板、（１００）面配向のＭｇＯ単結晶基板、ステンレス基板、ガラス基板をはじめとした、エッチングを行うことができる基板であればどのようなものであってもよい。ここで、成膜基板４３が（１００）面配向のＭｇＯ単結晶基板で構成されている場合、８０℃に加熱した１０％リン酸水溶液を用いてウェットエッチングを行うことにより成膜基板４３を除去する。また、成膜基板４３がステンレス基板で構成されている場合、塩化第２鉄水溶液を用いてエッチングを行うことにより成膜基板４３を除去する。
【００９８】
また、本実施形態では、共通電極２７はＰｔからなるが、これに限らず、他の金属で構成されてもよい。
【００９９】
また、本実施形態では、個別電極３１はＡｕ、Ｐｔ等のいずれかからなるが、これに限らず、他の金属で構成されてもよい。例えば、共通電極２７はＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｒ等のいずれかを含む合金から構成されてもよい。
【０１００】
（実施形態３）
図６に示すように、本実施形態のインクジェットヘッド１は、圧電体薄膜２９が２種類の圧電材料を積層することにより構成されたものである。具体的には、圧電体薄膜２９は、厚さ１．５μｍの０．８５ＰＺＴ−０．１５ＰＭＮ膜２９ａと、０．８５ＰＺＴ−０．１５ＰＭＮ膜２９ａ上に形成された厚さ１．０μｍのＰＺＴ膜２９ｂとからなる。ところで、ＰＭＮ等の複合ペロブスカイト型構造の材料は、高い圧電特性を有している。しかし、この材料は比誘電率が高く、これはインクジェットヘッド１の高速駆動の観点からは好ましくない。ここで、圧電体薄膜２９は上述の２つの材料で構成されているため、圧電体薄膜２９全体の比誘電率を低下させることができる。
【０１０１】
振動板膜２５はヤング率が大きい金属（ＮｉＣｒ、Ｎｉ，Ｃｒ等）からなることが好ましい。本実施形態では、振動板膜２５はＮｉで構成されている。また、圧力室形成部材２１もＮｉからなる。圧力室形成部材２１の厚さは７０μｍである。
【０１０２】
その他の点に関しては、実施形態２のインクジェットヘッド１とほぼ同様の構成である。
【０１０３】
−インクジェットヘッドの製造工程−
ここで、図７及ぶ図８を参照しながら、インクジェットヘッド１の製造工程について説明する。まず、図７（ａ）に示すように、ステンレスからなる成膜基板４３上に、高周波マグネトロンスパッタリングにより下部電極膜を形成する。その後、形成された下部電極膜をパターニングすることにより、個別電極３１を形成する。
【０１０４】
次に、図７（ｂ）に示すように、成膜基板４３及び個別電極３１上に、高周波マグネトロンスパッタリングにより圧電体薄膜２９を形成する。具体的には、まず、成膜基板４３及び個別電極３１上にＰＺＴ膜２９ｂを形成する。それから、このＰＺＴ膜２９ｂ上に０．８５ＰＺＴ−０．１５ＰＭＮ膜２９ａを形成する。その後、形成された圧電体薄膜２９をパターニングすることにより、圧力室１９に対応する部分以外の圧電体薄膜２９を除去する。
【０１０５】
次に、圧電体薄膜２９を除去することにより露出した成膜基板４３上に、スピンコートにより保護膜３３を形成する。
【０１０６】
次に、図７（ｃ）に示すように、圧電体薄膜２９及び保護膜３３上に、高周波マグネトロンスパッタリングにより共通電極２７を形成する。
【０１０７】
次に、図７（ｄ）に示すように、共通電極２７上にレジスト４０を形成する。その後、振動板膜２５を形成する部分を保護するようにレジスト４０をパターン化する。それから、振動板膜２５を形成する部分の上に、無電界メッキ法によりＮｉからなる金属膜をメッキする。その後、共通電極２７上のレジスト４０を剥離（除去）することにより、振動板膜２５の一部を形成する。
【０１０８】
次に、図８（ａ）に示すように、上記振動板膜２５を覆うようにレジスト４０を形成する。その後、このレジスト４０を上記振動板膜２５における溝２５ａに対応する部分を覆うようにパターン化する。
【０１０９】
次に、図８（ｂ）に示すように、溝２５ａに対応する部分以外の部分の上及び共通電極２７における振動板膜２５が形成されていない部分の上に、無電界メッキ法によりＮｉからなる金属膜をメッキする。それから、振動板膜２５上のレジスト４０を剥離することにより、溝２５ａが形成された振動板膜２５と、圧力室形成部材２１とを形成する。それにより、圧力室用開口１９´が形成される。
【０１１０】
次に、図８（ｃ）に示すように、圧力室形成部材２１の下面上に、エポキシ樹脂からなる接着層３８を介して、予め共通インク室１３等が形成されたヘッド本体部１７を固定する。それにより、圧力室１９が形成される。
【０１１１】
最後に、図８（ｄ）に示すように、すべての成膜基板４３をエッチングにより除去する。具体的には、塩化第２鉄水溶液を用いてエッチングを行うことにより、成膜基板４３を除去する。以上により、インクジェットヘッド１の製造が完了する。
【０１１２】
以上により、本実施形態によれば、圧力室用開口１９´に露出した共通電極２７上に振動板膜２５を形成するため、圧電体薄膜２９と振動板膜２５との位置合わせを容易に行うことができるとともに、その位置合わせの精度も高くすることができる。したがって、各圧電体薄膜素子２３の変位量のばらつきを低減することができる。
【０１１３】
また、インクジェットヘッド１の製造工程において成膜基板４３を除去するため、高温下で形成された圧電体薄膜２９の残留応力を緩和することができる。したがって、圧電体薄膜素子２３の信頼性の向上を図ることができる。
【０１１４】
また、実施形態１と同様の効果も得ることができる。
【０１１５】
（実施形態４）
本実施形態は、本発明に係る圧電体薄膜素子２３を加速度センサに用いたものである。加速度センサとは、所定の方向の加速度を検出するものである。
【０１１６】
図９に示すように、加速度センサ４５は、加速度検出部２３と、加速度検出部２３を支持するベース部２１とからなる。
【０１１７】
加速度検出部２３は、錘部２５と、錘部２５上に形成された共通電極２７と、共通電極２７上に形成された圧電体薄膜２９と、圧電体薄膜２９上に形成された個別電極３１とを備えている。本実施形態に係る加速度センサ４５は、加速度検出部２３を２つ備えている。圧電体薄膜２９はＰＺＴで構成されている。錘部２５はＮｉＣｒ・Ｎｉ・Ｃｒ等のヤング率の大きい金属や、ＳｉＯ２・ジルコニア等の絶縁体等のいずれかからなる。錘部２５の厚さは、例えば、１５μｍである。錘部２５の下面側には、圧電体薄膜２９の長手方向（図９において、紙面を上下に貫く方向）に延びる複数の溝２５ａが形成されている。各溝２５ａは互いに平行に延びている。なお、本発明に係る振動板膜は錘部２５に対応する。
【０１１８】
ベース部２１は、（１００）面配向のＳｉ単結晶基板からなる。ベース部２１には所定方向（図９において左右方向）に沿って開口部１９が形成されている。各開口部１９は、開口断面が上記長手方向に細長い略矩形状に形成されている。
【０１１９】
その他の点に関しては、実施形態１の圧電体薄膜素子２３とほぼ同様の構成である。
【０１２０】
−加速度センサの製造工程−
ここで、図１０を参照しながら、加速度センサ４５の製造工程について説明する。まず、図１０（ａ）に示すように、ベース部２１上に、高周波マグネトロンスパッタリングにより共通電極２７を形成する。
【０１２１】
次に、図１０（ｂ）に示すように、共通電極２７上に、高周波マグネトロンスパッタリングにより圧電体薄膜２９を形成する。その後、形成された圧電体薄膜２９をパターニングすることにより、開口部１９に対応する部分以外の圧電体薄膜２９を除去する。
【０１２２】
次に、図１０（ｄ）に示すように、圧電体薄膜２９上に、高周波マグネトロンスパッタリングによりＰｔからなる上部電極膜を形成する。その後、形成された上部電極膜をパターニングすることにより、個別電極３１を形成する。
【０１２３】
次に、図１０（ｅ）に示すように、ベース部２１の一部をエッチングにより除去することにより、開口部１９を形成する。具体的には、８０℃に加熱したＫＯＨ水溶液を用いてウェットエッチングを行うことにより、開口部１９を形成する。
【０１２４】
次に、図１０（ｅ）に示すように、共通電極２７の下面上に、蒸着・スパッタリング等の物理的な方法により錘部２５を形成する。蒸着やスパッタリングにより錘部２５を形成した場合、メッキ等の電気化学的な方法により形成した場合と異なり、導電体の錘部２５はもちろん、絶縁体である錘部２５も形成することができる。
【０１２５】
最後に、図１０（ｆ）に示すように、錘部２５の下面側に、エッチングにより複数の溝２５ａを形成する。以上により、加速度センサ４５の製造が完了する。
【０１２６】
−加速度センサの動作−
ここで、加速度センサ４５の動作について説明する。まず、錘部２５に加速度が作用すると、錘部２５が変位する。この錘部２５の変位により圧電体薄膜２９が直接撓み、圧電体薄膜２９に応力が発生する。発生した応力により個別電極３１に自発分極電荷が発生し、加速度検出部２３は加速度信号を出力する。
【０１２７】
以上により、本実施形態によれば、錘部２５には長手方向に延びる溝２５ａが形成されている。そのため、溝２５ａが圧電体薄膜２９の幅方向の伸縮を吸収する。よって、加速度検出部２３の幅方向に関するたわみを抑制することができ、加速度検出部２３の厚み方向に関する変位量の向上を図ることができる。具体的には、錘部２５に溝が形成されていない加速度検出部と比較して、加速度検出部２３の変位量が１０％程度大きくなる。したがって、加速度センサ４５の検出感度の向上を図ることができる。
【０１２８】
また、開口部１９に露出した共通電極２７上に錘部２５を形成するため、圧電体薄膜２９と錘部２５との位置合わせを容易に行うことができるとともに、その位置合わせの精度も高くすることができる。したがって、加速度センサ４５の信頼性の向上を図ることができる。
【０１２９】
また、圧電体薄膜２９と錘部２５とを接着する工程が不要であるため、接着不良や接着剤のムラ等を原因とする加速度センサ４５の検出感度のばらつきを低減することができ、加速度センサ４５の信頼性の向上をさらに図ることができる。
【０１３０】
また、加速度検出部２３は薄膜で構成されているため、加速度検出部２３の小型集積化、ひいては、加速度センサ４５の２次元化を容易に実現することができる。
【０１３１】
なお、本実施形態では、蒸着・スパッタリング等の物理的な方法により錘部２５を形成したが、メッキ等の電気化学的な方法により錘部２５を形成してもよい。電気化学的な方法により錘部２５を形成した場合、物理的な方法で形成した場合と比較して、錘部２５を短時間で形成することができるとともに、錘部２５の応力を調節することができる。
【０１３２】
また、本実施形態では、エッチングにより錘部２５に複数の溝２５ａが形成されているが、マスクにより形成してもよい。このとき、上記エッチング工程を省略することができる。さらに、メッキ法により溝２５ａを形成してもよい。このとき、メッキを２層積層し、２層目に溝２５ａを形成する部分をレジスト等でマスクすることにより溝２５ａを形成する。
【０１３３】
また、本実施形態では、加速度センサ４５が２つの加速度検出部２３を備えているが、これに限らず、１つの加速度検出部又は３以上の加速度検出部を備えていてもよい。
【０１３４】
（実施形態５）
本実施形態は、本発明に係る圧電体薄膜素子２３をマイクロスイッチに用いたものである。マイクロスイッチとは、接点の僅かな動きにより開閉するスイッチである。
【０１３５】
図１１に示すように、マイクロスイッチ４７は、片持ち梁状に形成された可動部２３と、成膜基板４３と、接点部４９と、接点部４９を保持する接点保持部材５１とからなる。
【０１３６】
可動部２３は、共通電極２７と、共通電極２７上に形成された圧電体薄膜２９と、圧電体薄膜２９上に形成された個別電極３１とを備えている。圧電体薄膜２９は厚さ２．５μｍの０．１５ＰＭＴ−０．８５ＰＺＴからなる。圧電体薄膜２９の長手方向（図１１の左右方向）の長さは５００μｍである。個別電極３１は厚さ８μｍのＣｒからなる。個別電極３１は振動板膜としての役割も兼ねている。個別電極３１の上面側には、可動部２３の長手方向に延びる複数の溝３１ａが形成されている。各溝３１ａは互いに平行に延びている。なお、本発明に係る導電性を有する振動板膜は個別電極３１に対応する。
【０１３７】
成膜基板４３はＳｉ単結晶基板からなる。成膜基板４３には開口部１９が形成されている。開口部１９は、開口断面が上記長手方向に細長い略矩形状に形成されている。
【０１３８】
接点保持部材５１はＳｉ単結晶からなり、その断面がＬ字状に形成されている。接点保持部材５１は成膜基板４３の一端側（図１１の左端側）の上に固定されている。接点保持部材５１における個別電極３１と対向する面には、厚さ０．２μｍのＡｕからなる接点部４９が取り付けられている。マイクロスイッチ４７が開いた状態のときにおいて、接点部４９と個別電極３１とは、例えば、３μｍ離れている。
【０１３９】
その他の点に関しては、実施形態１の圧電体薄膜素子２３とほぼ同様の構成である。
【０１４０】
−マイクロスイッチの製造工程−
次に、図１２及び図１３を参照しながら、マイクロスイッチ４７の製造工程について説明する。まず、図１２（ａ）及び図１３（ａ）に示すように、成膜基板４３上に、高周波マグネトロンスパッタリングにより共通電極２７を形成する。
【０１４１】
次に、図１２（ｂ）及び図１３（ｂ）に示すように、共通電極２７上に、高周波マグネトロンスパッタリングにより圧電体薄膜２９を形成する。その後、形成された圧電体薄膜２９をパターニングすることにより、開口部１９に対応する部分以外の圧電体薄膜２９を除去する。
【０１４２】
次に、図１２（ｃ）及び図１３（ｃ）に示すように、圧電体薄膜２９上に個別電極３１を形成する。その後、個別電極３１の上面側に、エッチングにより複数の溝３１ａを形成する。
【０１４３】
次に、図１２（ｄ）及び図１３（ｄ）に示すように、成膜基板４３の一部をエッチングにより除去することにより、開口部１９を形成する。具体的には、８０℃に加熱したＫＯＨ水溶液を用いてウェットエッチングを行うことにより、開口部１９を形成する。
【０１４４】
最後に、図１２（ｅ）及び図１３（ｅ）に示すように、予め接点部４９が取り付けられた接点保持部材５１を、成膜基板４３の一端側（図１２及び図１３の左端側）に固定する。
【０１４５】
−マイクロスイッチの動作−
ここで、マイクロスイッチ４７の動作について説明する。まず、共通電極２７と個別電極３１とに電圧を印加する。両電極２７，３１に電圧が印加されたことにより、圧電体薄膜２９が水平方向に伸縮する。その伸縮が振動板膜を兼ねる個別電極３１に拘束されることにより、可動部２３が積層方向にたわみ変形する。そのたわみ変形により個別電極３１と接点部４９とが接触し、マイクロスイッチ４７は閉じた状態、すなわち、通電状態になる。
【０１４６】
以上により、本実施形態によれば、個別電極３１ａには長手方向に延びる溝３１ａが形成されている。そのため、両電極２７，３１に電圧を印加したときには、溝３１ａが圧電体薄膜２９の幅方向の伸縮を吸収する。よって、可動部２３の幅方向に関するたわみを抑制することができる。すなわち、個別電極３１における不必要な方向の曲がりを少なくすることができ、長手方向の変位量が増加する。したがって、可動部２３の厚み方向に関する変位量の向上を図ることができる。具体的には、個別電極３１に溝が形成されていない可動部と比較して、可動部２３の変位量が１０％程度大きくなる。したがって、マイクロスイッチ４７の駆動電力の低減化を図ることができる。
【０１４７】
また、可動部２３の幅方向に関する湾曲の度合が小さくなるため、個別電極３１と接点部４９との接触面積のばらつきを低減することができる。
【０１４８】
なお、本実施形態では、可動部２３が片持ち梁状に形成されているが、片持ち梁状以外の他の形状、例えば、両端支持梁状に形成されてもよい。
【０１４９】
また、本実施形態では、個別電極３１が振動板膜を兼ねているが、個別電極３１の代わりに共通電極２７が振動板膜を兼ねてもよい。このとき、共通電極２７を厚くすることが好ましい。さらに、個別電極３１が振動板膜を兼ねることなく、ＳｉＯ２・アルミナ等の非導電材料からなる振動板膜を別途設けてもよい。
【０１５０】
また、本実施形態では、個別電極３１はＣｒからなるが、これに限らず、Ｎｉ等の弾性率が高い金属で構成されてもよい。
【０１５１】
（その他の実施形態）
上記各実施形態では、振動板膜２５等に複数の溝２５ａが形成されているが、少なくとも１つの溝２５ａが形成されていればよい。
【０１５２】
また、上記各実施形態では、振動板膜２５等に溝２５ａが形成されているが、溝の代わりに長手方向に列状に並ぶ複数の穴からなる凹部が形成されてもよい。さらに、溝と上記凹部とが混在してもよい。
【０１５３】
また、上記各実施形態では、溝２５ａは振動板膜２５等の長手方向に延びているが、長手方向以外の他の方向、例えば、幅方向に延びてもよい。
【０１５４】
また、上記各実施形態では、振動板膜２５等は略矩形状に形成されているが、矩形状以外の他の形状、例えば、正方形状等に形成されてもよい。
【０１５５】
また、実施形態５を除く上記各実施形態では、振動板膜２５が設けられているが、共通電極２７又は個別電極３１が振動板膜を兼ねてもよい。
【０１５６】
また、上記各実施形態では、共通電極２７、圧電体薄膜２９、及び個別電極３１は所定の厚さを有しているが、特にこの数値に限定されるものではない。
【０１５７】
また、上記各実施形態では、共通電極２７、圧電体薄膜２９、及び個別電極３１の順に積層されているが、個別電極３１、圧電体薄膜２９、及び共通電極２７の順に積層されてもよい。
【０１５８】
また、実施形態３を除く上記各実施形態では、圧電体薄膜２９を１つの材料で構成しているが、圧電体薄膜２９を２つの材料を積層することにより構成してもよい。さらに、圧電体薄膜２９を３つの材料を積層することにより構成していもよい。
【０１５９】
また、実施形態４及び５を除く上記各実施形態では、ヘッド本体部１７は上述のように構成されているが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、共通インク室１３が主走査方向Ｘに延びていてもよい。
【０１６０】
また、上記各実施形態では、本発明に係る圧電体薄膜素子２３をインクジェットヘッド、加速度センサ、及びマイクロスイッチに用いているが、これら以外の他の装置に用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るインクジェット式記録装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態に係るインクジェットヘッドの断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｇ）は、本実施形態に係るインクジェットヘッドの製造工程図である。
【図４】本実施形態に係るインクジェットヘッドの断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｇ）は、本実施形態に係るインクジェットヘッドの製造工程図である。
【図６】本実施形態に係るインクジェットヘッドの断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係るインクジェットヘッドの製造工程図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係るインクジェットヘッドの製造工程図である。
【図９】本実施形態に係る加速度センサの断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態に係る加速度センサの製造工程図である。
【図１１】（ａ）は本実施形態に係るマイクロスイッチの断面図であり、（ｂ）は本実施形態に係るマイクロスイッチの平面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｅ）は、本実施形態に係るマイクロスイッチの製造工程図である。
【図１３】（ａ）〜（ｅ）は、本実施形態に係るマイクロスイッチの製造工程図である。
【符号の説明】
１      インクジェットヘッド
１７    ヘッド本体部
１９    圧力室
２１    圧力室形成基板
２３    圧電体薄膜素子（圧電体素子）
２５    振動板膜
２５ａ  溝（凹部）
２７    共通電極（第１電極膜）
２９    圧電体薄膜（圧電体膜）
３１    個別電極（第２電極膜）
４５    加速度センサ
４７    マイクロスイッチ
【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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【図１３】
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