(57)【要約】【課題】良好な圧電特性を有する圧電素子を提供する。【解決手段】本発明に係る圧電素子１は，基板２と、基板の上方に形成されたペロブスカイト型の圧電材料からなる圧電体膜６と、を含み、圧電材料は，以下の式（１）乃至（８）で示される材料のうちの少なくとも一種からなる。  Ｐｂ（Ｙｂ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（１）  Ｐｂ（Ｉｎ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（２）  Ｐｂ（Ｙｂ１／２Ｔａ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（３）  Ｐｂ（Ｓｃ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（４）  Ｐｂ（Ｓｃ１／２Ｔａ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（５）  Ｐｂ（Ｌｕ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（６）  Ｐｂ（Ｙｂ１／２Ｔａ１／２）（Ｌｕ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３  ・・・式（７）  Ｐｂ（Ｉｎ１／２Ｎｂ１／２）（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（８）【選択図】図１
2007142261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上方に形成されたペロブスカイト型の圧電材料からなる圧電体膜と、を含み、
前記圧電材料は、以下の式（１）乃至（８）で示される材料のうちの少なくとも一種からなる、圧電素子。
Ｐｂ（Ｙｂ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（１）
Ｐｂ（Ｉｎ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（２）
Ｐｂ（Ｙｂ１／２Ｔａ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（３）
Ｐｂ（Ｓｃ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（４）
Ｐｂ（Ｓｃ１／２Ｔａ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（５）
Ｐｂ（Ｌｕ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（６）
Ｐｂ（Ｙｂ１／２Ｔａ１／２）（Ｌｕ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３  ・・・式（７）
Ｐｂ（Ｉｎ１／２Ｎｂ１／２）（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（８）
【請求項２】
請求項１において、
前記基板の上方であって、前記圧電体膜の下方に形成された下部圧電体膜と、
前記圧電体膜の上方に形成された上部圧電体膜と、を含み、
前記下部圧電体膜は、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛、または、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛からなり、
前記上部圧電体膜は、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛、または、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛からなる、圧電素子。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記下部圧電体膜、前記圧電体膜、および前記上部圧電体膜は、ロンボヘドラル構造を有し、かつ（００１）に配向している、圧電素子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記基板の上方であって、前記下部圧電体膜の下方に形成された第１導電層と、
前記上部圧電体膜の上方に形成された第２導電層と、を含む、圧電素子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の圧電素子を有する、圧電アクチュエータ。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の圧電素子を有する、インクジェット式記録ヘッド。
【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、およびインクジェット式記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
高画質、高速印刷を可能にするプリンタとして、インクジェットプリンタが知られている。インクジェットプリンタは、内容積が変化するキャビティを備えたインクジェット式記録ヘッドを備える。このインクジェット式記録ヘッドの微細化のためには、キャビティ上に積層される圧電素子（ヘッドアクチュエータ）の圧電特性の向上が求められる。例えば、特許第３６６６１７７号公報には、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）膜の圧電特性を向上させるために、ＰＺＴ組成の改良と傾斜組成構造を用いた技術が開示されている。しかしながら、この方法では、圧電素子の変位量を十分に大きくすることができない場合がある。
【特許文献１】特許第３６６６１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、良好な圧電特性を有する圧電素子を提供することにある。また本発明の他の目的は、上記圧電素子を用いた圧電アクチュエータおよびインクジェット式記録ヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る圧電素子は、
基板と、
前記基板の上方に形成されたペロブスカイト型の圧電材料からなる圧電体膜と、を含み、
前記圧電材料は、以下の式（１）乃至（８）で示される材料のうちの少なくとも一種からなる。
【０００５】
Ｐｂ（Ｙｂ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（１）
Ｐｂ（Ｉｎ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（２）
Ｐｂ（Ｙｂ１／２Ｔａ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（３）
Ｐｂ（Ｓｃ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（４）
Ｐｂ（Ｓｃ１／２Ｔａ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（５）
Ｐｂ（Ｌｕ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（６）
Ｐｂ（Ｙｂ１／２Ｔａ１／２）（Ｌｕ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３  ・・・式（７）
Ｐｂ（Ｉｎ１／２Ｎｂ１／２）（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（８）
この圧電素子では、前記圧電体膜として上述の各式で示される圧電材料を用いている。これらの圧電材料のキュリー温度は２００℃以上であるため、この圧電素子を所定の温度範囲内で安定に動作させることができる。さらに、これらの圧電材料を用いることにより、例えばＰＺＴ等を用いる場合に比べ、この圧電素子の圧電定数が高くなり、圧電素子の振動部の変位量を大きくすることができる。
【０００６】
なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）の「上方」に形成された他の特定のもの（以下「Ｂ」という）」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａ上に直接Ｂが形成されているような場合と、Ａ上に他のものを介してＢが形成されているような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。
【０００７】
本発明に係る圧電素子において、
前記基板の上方であって、前記圧電体膜の下方に形成された下部圧電体膜と、
前記圧電体膜の上方に形成された上部圧電体膜と、を含み、
前記下部圧電体膜は、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛、または、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛からなり、
前記上部圧電体膜は、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛、または、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛からなることができる。
【０００８】
なお、本発明に係る記載では、「下方」という文言を、例えば、「Ａの「下方」に形成されたＢ」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａの下に直接Ｂが形成されているような場合と、Ａの下に他のものを介してＢが形成されているような場合とが含まれるものとして、「下方」という文言を用いている。
【０００９】
本発明に係る圧電素子において、
前記下部圧電体膜、前記圧電体膜、および前記上部圧電体膜は、ロンボヘドラル構造を有し、かつ（００１）に配向していることができる。
【００１０】
なお、「（００１）に配向」とは、すべての結晶が所望の（００１）に配向している場合と、ほとんどの結晶が所望の（００１）に配向しており、残りの結晶が他の配向となっている場合とを含む。
【００１１】
本発明に係る圧電素子において、
前記基板の上方であって、前記下部圧電体膜の下方に形成された第１導電層と、
前記上部圧電体膜の上方に形成された第２導電層と、を含むことができる。
【００１２】
本発明に係る圧電アクチュエータは、上述の圧電素子を有する。
【００１３】
本発明に係るインクジェット式記録ヘッドは、上述の圧電素子を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
１．  第１の実施形態
１．１．  まず、第１の実施形態に係る圧電素子１について説明する。図１は、本発明に係る圧電素子を、特にインクジェット式記録ヘッド用のヘッドアクチュエータとなる圧電素子１に適用した場合の一実施形態を示す図である。
【００１６】
圧電素子１は、基板２と、基板２上に形成された弾性膜３と、弾性膜３上に形成された第１導電層（以下「下部電極」ともいう）４と、下部電極４上に形成された下部圧電体膜５と、下部圧電体膜５上に形成された圧電体膜６と、圧電体膜６上に形成された上部圧電体膜８と、上部圧電体膜８上に形成された第２導電層（以下「上部電極」ともいう）７と、を含む。
【００１７】
基板２としては、例えば、（１１０）配向の単結晶シリコン基板などを用いることができ、特に限定されない。弾性膜３は、インクジェット式記録ヘッド５０（図２参照）において弾性膜５５として適用されることができる。弾性膜３としては、例えば、酸化シリコン、酸化ジルコニウムをこの順に積層した膜などを用いることができ、特に限定されない。ここで、酸化シリコン層は、例えば、インクジェット式記録ヘッド５０のキャビティ５２１を形成するために基板２を裏面側からエッチングする工程において、エッチングストッパとして機能することができる。弾性膜３の膜厚は、例えば１μｍである。
【００１８】
下部電極４は、圧電体膜６に電圧を印加するための一方の電極である。下部電極４は、例えば圧電体膜６および上部電極７と同じ平面形状に形成することができる。下部電極４としては、例えば、白金（Ｐｔ）、あるいは、白金の上にペロブスカイト構造の導電性酸化物（例えばＬａＮｉＯ３、ＳｒＲｕＯ３など）を積層した膜などを用いることができ、特に限定されない。下部電極４の膜厚は、例えば５０ｎｍ〜１５０ｎｍである。
【００１９】
下部圧電体膜５は、例えば、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）（以下「ＰＴ」ともいう）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）（以下「ＰＺＴ」ともいう）、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｂ）Ｏ３）（以下「ＰＺＴＮ」ともいう）からなることができる。ＰＺＴＮは、ＰＺＴにＮｂを添加した誘電体である。下部圧電体膜５は、ロンボヘドラル構造を有し、かつ（００１）に配向していることができる。
【００２０】
下部圧電体膜５は、圧電材料であることから、その上に形成された圧電体膜６とともに、圧電素子１の圧電特性を決定することができる。下部圧電体膜５の膜厚は特に限定されないが、例えば２０ｎｍ〜１００ｎｍである。
【００２１】
圧電体膜６は、ペロブスカイト型の圧電材料からなる。圧電材料としては、以下の式（１）乃至（８）で示される材料のうちの少なくとも一種が挙げられる。
【００２２】
Ｐｂ（Ｙｂ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（１）
Ｐｂ（Ｉｎ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（２）
Ｐｂ（Ｙｂ１／２Ｔａ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（３）
Ｐｂ（Ｓｃ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（４）
Ｐｂ（Ｓｃ１／２Ｔａ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（５）
Ｐｂ（Ｌｕ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（６）
Ｐｂ（Ｙｂ１／２Ｔａ１／２）（Ｌｕ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３  ・・・式（７）
Ｐｂ（Ｉｎ１／２Ｎｂ１／２）（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３  ・・・式（８）
圧電体膜６を構成する圧電材料のキュリー温度は、２００℃以上である。例えば、式（１）で示される材料のキュリー温度は、３５０℃以上であり、式（２）で示される材料のキュリー温度は、２５０℃以上である。
【００２３】
圧電体膜６は、ロンボヘドラル構造を有し、かつ（００１）に配向しており、エンジニアードドメイン配置であることができる。圧電体膜６の膜厚は特に限定されないが、例えば２００ｎｍ〜４００ｎｍである。
【００２４】
上部圧電体膜８は、例えば、チタン酸鉛（ＰＴ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴＮ）などからなることができる。上部圧電体膜８は、ロンボヘドラル構造を有し、かつ（００１）に配向していることができる。
【００２５】
上部圧電体膜８は、圧電材料であることから、その下に形成された圧電体膜６とともに、圧電素子１の圧電特性を決定することができる。上部圧電体膜８の膜厚は、特に限定されないが、例えば２０ｎｍ〜１００ｎｍとすることができる。
【００２６】
上部電極７は、圧電体膜６に電圧を印加するための他方の電極である。上部電極７としては、例えば、白金（Ｐｔ）、あるいは、ペロブスカイト構造の導電性酸化物（例えばＬａＮｉＯ３、ＳｒＲｕＯ３など）の上に白金を積層した膜などを用いることができ、特に限定されない。なお、下部電極４の層構成と上部電極７の層構成は、圧電体膜６に関してほぼ対称になるようにすることが好ましい。例えば、下部電極４として、白金の上にペロブスカイト構造の導電性酸化物を積層した膜を用いる場合には、上部電極７として、ペロブスカイト構造の導電性酸化物の上に白金を積層した膜を用いることが好ましい。これにより、圧電素子１の対称性を良くすることができる。また、このような層構成とすることにより、下部電極４の上部から上部電極７の下部までのすべての層をペロブスカイト構造にすることができる。上部電極７の膜厚は、例えば５０ｎｍ〜１５０ｎｍである。
【００２７】
１．２．  次に、本実施形態に係る圧電素子１の製造方法について図１を参照しながら説明する。
【００２８】
（Ａ）まず、基板２上に弾性膜３を形成する。弾性膜３は、例えば、熱酸化法、化学気相成長（ＣＶＤ）法、スパッタ法、蒸着法などにより形成されることができる。
【００２９】
（Ｂ）次に、弾性膜３上に下部電極４を形成する。下部電極４は、例えば、スパッタ法、スピンコート法、ＣＶＤ法、レーザアブレーション法などにより形成されることができる。下部電極４は、成膜時の温度条件（加熱条件）等を適宜設定することにより、（００１）に配向した状態で形成されることができる。下部電極４を（００１）に配向させることにより、次工程で下部電極４上に下部圧電体膜５を形成する際、下部圧電体膜５が下部電極４の結晶配向を引き継いで、（００１）に配向することができる。
【００３０】
（Ｃ）次に、下部電極４上に下部圧電体膜５を形成する。まず、例えば、スピンコート法などを用いて、構成元素（ＰＴの場合には、Ｐｂ、Ｔｉ、ＰＺＴの場合には、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、ＰＺＴＮの場合には、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｂ）を含む原料溶液の混合溶液を下部電極４上に塗布する。次に、焼成等の熱処理を行うことにより、下部圧電体膜５を得る。下部圧電体膜５は、例えば、脱脂熱処理工程の熱処理温度などを適宜設定することにより、ロンボヘドラル構造の（００１）に配向した状態で形成されることができる。脱脂熱処理工程の熱処理温度としては、例えば３５０℃〜４００℃程度とすることができる。下部圧電体膜５を（００１）に配向させることにより、次工程で下部圧電体膜５の上に圧電体膜６を形成する際、圧電体膜６が下部圧電体膜５の結晶構造を引き継いで、同じ結晶配向、即ち（００１）に配向することができる。下部圧電体膜５は、例えば、浸漬法、スパッタ法、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法などを用いて形成されることもできる。
【００３１】
（Ｄ）次に、下部圧電体膜５上に圧電体膜６を形成する。まず、例えば、スピンコート法などを用いて、圧電体膜６が所望の組成比となるように複数の原料溶液を所望の比で混合した溶液を下部圧電体膜５上に塗布する（混合溶液塗布工程）。原料溶液については、圧電体膜６となる圧電材料の構成金属を含む有機金属を各金属が所望のモル比となるように混合し、アルコール（ｎ−ブタノール等）などの有機溶媒を用いて、これを溶解または分散させることにより作製できる。圧電材料の構成金属を含む有機金属としては、例えば、金属アルコキシド、有機酸塩などを用いることができる。具体的には、例えば、以下のものが挙げられる。
【００３２】
鉛（Ｐｂ）を含む有機金属としては、例えば酢酸鉛などが挙げられる。イッテルビウム（Ｙｂ）を含む有機金属としては、例えばイッテルビウムイソプロポキシドなどが挙げられる。ニオブ（Ｎｂ）を含む有機金属としては、例えばニオブエトキシドなどが挙げられる。チタン（Ｔｉ）を含む有機金属としては、例えばチタンイソプロポキシドなどが挙げられる。インジウム（Ｉｎ）を含む有機金属としては、例えばインジウムアセチルアセトナートなどが挙げられる。タンタル（Ｔａ）を含む有機金属としては、例えばタンタルエトキシドなどが挙げられる。スカンジウム（Ｓｃ）を含む有機金属としては、例えば酢酸スカンジウムなどが挙げられる。ルテチウム（Ｌｕ）を含む有機金属としては、例えば酢酸ルテチウムなどが挙げられる。マグネシウム（Ｍｇ）を含む有機金属としては、例えば酢酸マグネシウムなどが挙げられる。なお、圧電材料の構成金属を含んでなる有機金属としては、これらに限定されるわけではない。
【００３３】
原料溶液には、必要に応じて安定化剤等の各種添加剤を添加することができる。原料溶液に加水分解・重縮合を起こさせる場合には、原料溶液に適当な量の水とともに、触媒として酸あるいは塩基を添加することができる。
【００３４】
スピンの回転数は、例えば、初期では５００ｒｐｍとし、続いて塗布ムラが起こらないように回転数を２０００ｒｐｍに上げることができる。
【００３５】
次に、大気雰囲気下でホットプレート等を用い、原料溶液に用いた溶媒の沸点よりも例えば１０℃高い温度（例えば１５０℃）で熱処理を行う（乾燥熱処理工程）。
【００３６】
次に、原料溶液に用いた有機金属の配位子を分解、除去するべく、大気雰囲気下でホットプレート等を用い、例えば３００℃〜３５０℃程度で熱処理を行う（脱脂熱処理工程）。
【００３７】
なお、上述した混合溶液塗布工程、乾燥熱処理工程、脱脂熱処理工程の一連の工程を所望の膜厚に応じて適宜回数繰り返すことができる。
【００３８】
次に、結晶化アニール、即ち結晶化のための焼成工程を行うことで圧電体膜６を得る。結晶化アニールは、例えば、ＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）等により、酸素雰囲気中にて、６００℃〜７５０℃程度で行うことができる。
【００３９】
圧電体膜６は、例えば、脱脂熱処理工程の熱処理温度などを適宜設定することにより、ロンボヘドラル構造の（００１）に配向した状態で形成されることができる。圧電体膜６を（００１）に配向させることにより、次工程で圧電体膜６の上に上部圧電体膜８を形成する際、上部圧電体膜８が圧電体膜６の結晶構造を引き継いで、同じ結晶配向、即ち（００１）に配向することができる。
【００４０】
圧電体膜６は、例えば、浸漬法、スパッタ法、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法などを用いて形成されることもできる。
【００４１】
（Ｅ）次に、圧電体膜６上に上部圧電体膜８を形成する。まず、例えば、スピンコート法などを用いて、構成元素（ＰＴの場合には、Ｐｂ、Ｔｉ、ＰＺＴの場合には、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、ＰＺＴＮの場合には、Ｐｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｂ）を含む原料溶液の混合溶液を圧電体膜６上に塗布する。次に、焼成等の熱処理を行うことにより、上部圧電体膜８を得る。上部圧電体膜８は、例えば、脱脂熱処理工程の熱処理温度などを適宜設定することにより、ロンボヘドラル構造の（００１）に配向した状態で形成されることができる。脱脂熱処理工程の熱処理温度としては、例えば３５０℃〜４００℃程度とすることができる。上部圧電体膜８は、例えば、浸漬法、スパッタ法、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法などを用いて形成されることもできる。
【００４２】
（Ｆ）次に、上部圧電体膜８上に上部電極７を形成する。上部電極７は、例えば、スパッタ法、スピンコート法、化学気相成長（ＣＶＤ）法、レーザアブレーション法などにより形成されることができる。
【００４３】
以上の工程によって、本実施形態に係る圧電素子１を製造することができる。
【００４４】
１．３．  本実施形態に係る圧電素子１では、圧電体膜６として上述の各式で示される圧電材料を用いている。これらの圧電材料のキュリー温度は２００℃以上であるため、圧電素子１を所定の温度範囲内で安定に動作させることができる。さらに、これらの圧電材料を用いることにより、例えばＰＺＴ等を用いる場合に比べ、圧電素子１の圧電定数が高くなり、圧電素子１の振動部の変位量を大きくすることができる。これにより、低電圧でもインク吐出能力の高いインクジェット式記録ヘッド用の微細な圧電素子１を得ることができる。
【００４５】
また、本実施形態に係る圧電素子１は、ＰＴ、ＰＺＴ、ＰＺＴＮなどからなる下部圧電体膜５、上述の各式で示される圧電材料からなる圧電体膜６、および、ＰＴ、ＰＺＴ、ＰＺＴＮなどからなる上部圧電体膜８の三層構造を有する。下部圧電体膜５および上部圧電体膜８は、圧電体膜６に比べ、疲労特性が良好であり、ヤング率が高く、機械的強度が良好である。また、圧電体膜６は、下部圧電体膜５および上部圧電体膜８に比べ、変位量が大きい。従って、本実施形態に係る圧電素子１によれば、前記三層構造を有することによって、各層が互いに特性を補い合って、所望の特性（例えば、疲労特性、ヤング率、機械的強度、変位量等）を得ることができる。
【００４６】
また、本実施形態に係る圧電素子１によれば、上述の各式で示される圧電材料からなる圧電体膜６が、ロンボヘドラル構造の（００１）に配向した下部圧電体膜５上に形成されているため、圧電体膜６もロンボヘドラル構造を有し、かつ（００１）に配向する。これにより、圧電体膜６は、高い圧電定数（ｄ３１）を有し、印加された電圧に対して大きな変形をなすことができる。即ち、本実施形態に係る圧電素子１は、圧電特性の良好な圧電体膜６を有することができる。
【００４７】
２．  第２の実施形態
２．１．  次に、本発明に係る圧電素子を圧電アクチュエータとしてインクジェット式記録ヘッドに適用した例について説明する。図２は、本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッド５０の概略構成を示す側断面図であり、図３は、インクジェット式記録ヘッド５０の分解斜視図であり、通常使用される状態とは上下逆に示したものである。
【００４８】
図２および図３に示すように、インクジェット式記録ヘッド５０は、ヘッド本体５７と、ヘッド本体５７上に形成される圧電部５４と、を含む。圧電部５４は、図１に示す圧電素子１のうち、下部電極４、下部圧電体膜５、圧電体膜６、上部圧電体膜８、上部電極７が順に積層されて構成されている。なお、図２において、圧電部５４の各層の図示は省略されている。インクジェット式記録ヘッド５０において、圧電部５４は、圧電アクチュエータとして機能する。
【００４９】
ヘッド本体５７は、ノズル板５１と、インク室基板５２と、弾性膜５５と、を含む。インク室基板５２および弾性膜５５は、図１に示す圧電素子１のうち、基板２および弾性膜３から構成されている。これらが筐体５６に収納されて、インクジェット式記録ヘッド５０が構成されている。
【００５０】
各圧電部５４は、圧電素子駆動回路（図示せず）に電気的に接続され、圧電素子駆動回路の信号に基づいて作動（振動、変形）するよう構成されている。即ち、各圧電部５４はそれぞれ振動源（ヘッドアクチュエータ）として機能する。弾性膜５５は、圧電部５４の振動（たわみ）によって振動し、キャビティ５２１の内部圧力を瞬間的に高めるよう機能する。
【００５１】
２．２．  本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッド５０は、低電圧でもインク吐出能力の高い微細な圧電素子１を有する。これにより、インクジェット式記録ヘッド５０を用いたデバイス（例えばインクジェットプリンタ等）の解像度を向上させることができる。
【００５２】
２．３．  なお、上述では、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドを一例として説明したが、本実施形態は、圧電素子を用いた液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置全般を対象としたものである。液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタ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（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を挙げることができる。
【００５３】
３．  上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
【００５４】
例えば、本発明に係る圧電素子は、前述したデバイスに適用されるだけでなく、種々のデバイス（例えば、圧電ポンプ、表面弾性波素子、周波数フィルタ、薄膜圧電共振器、発振器、電子回路、電子機器など）に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１の実施形態に係る圧電素子を示す断面図。
【図２】インクジェット式記録ヘッドの概略構成図。
【図３】インクジェット式記録ヘッドの分解斜視図。
【符号の説明】
【００５６】
１  圧電素子、２  基板、３  弾性膜、４  下部電極、５  下部圧電体膜、６  圧電体膜、７  上部電極、８  上部圧電体膜、５０  インクジェット式記録ヘッド、５１  ノズル板、５２  インク室基板、５４  圧電部、５５  弾性膜、５６  筐体、５７  ヘッド本体，５２１  キャビティ
【図１】
2007142261.tif 000003
【図２】
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【図３】
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