(57)【要約】      （修正有）【課題】環境負荷が小さく、良好な圧電特性を有する圧電素子の製造方法を提供する。【解決手段】圧電素子の製造方法は、圧電体層の原料液となる前駆体溶液を第１電極１０上に塗布して前駆体層２２を形成する工程と、前駆体層２２を熱処理により脱脂する工程と、脱脂した前駆体層２２を結晶化して、圧電体層を形成する工程と、を含み、前駆体溶液は、ビスマス、ナトリウム、バリウム、およびチタンを含み、熱処理の温度は、４２５℃以上４５０℃以下である。【選択図】図３
2012104535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前駆体溶液を塗布して前駆体層を形成する工程と、
前記前駆体層を熱処理により脱脂する工程と、
脱脂した前記前駆体層を結晶化して、圧電体層を形成する工程と、
を含み、
前記前駆体溶液は、ビスマス、ナトリウム、バリウム、およびチタンを含み、
前記熱処理の温度は、４２５℃以上４５０℃以下である、圧電素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記前駆体溶液は、さらに、マンガンを含む、圧電素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第１電極を形成する工程と、
前記第２電極を形成する工程と、
をさらに含み、
前記圧電体層は、前記第１電極と前記第２電極とに挟まれている、圧電素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の圧電素子の製造方法を含む、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、圧電素子の製造方法、および液体噴射ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドは、例えば、インクジェットプリンター等に用いられる。液体噴射ヘッドは、インクの小滴を吐出して飛翔させるために用いられ、これによりインクジェットプリンターは、当該インクを紙等の媒体に付着させて印刷を行うことができる。
【０００３】
液体噴射ヘッドは、一般に、ノズルから液体を吐出するために液体に圧力を加える圧電素子を有している。圧電素子としては、電気機械変換機能を呈する圧電材料、例えば、結晶化した圧電性セラミックス等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などがある。このような圧電素子は、電極によって電圧が印加されることによって変形することができ、例えば撓み振動で動作することができる。
【０００４】
このような用途に用いられる圧電材料としては、電気機械変換効率などの圧電特性が高いことが望ましく、該特性が他の材料に比較して優れていることから、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系の材料の研究開発が行われてきた。
【０００５】
しかしながら、近年、圧電材料の圧電特性をさらに向上する要求が強まるとともに、環境負荷のより小さい材料を用いることが求められるようになった。ＰＺＴ系の材料では、これらの要求に応えることが困難となってきており、例えば、鉛の含有量を抑えたペロブスカイト型酸化物の圧電材料の開発が進められるようになった。このようなペロブスカイト型酸化物として、（Ｂｉ，Ｎａ，Ｂａ）ＴｉＯ３で表される複合酸化物からなる圧電体層が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
ところで、一般的に、圧電体層は、圧電体層の前駆体となる前駆体層を熱処理により結晶化させて得ることができるが、その際に、パイロクア相が生成し、所望の圧電特性が得られない場合がある。例えば特許文献２では、結晶化を行う際の熱処理温度を調整することで、パイロクロ相の生成を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２６６３４６号公報
【特許文献２】特開２００９−５７５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、環境負荷が小さく、良好な圧電特性を有する圧電素子の製造方法を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記圧電素子の製造方法を含む液体噴射ヘッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る圧電素子の製造方法は、
前駆体溶液を塗布して前駆体層を形成する工程と、
前記前駆体層を熱処理により脱脂する工程と、
脱脂した前記前駆体層を結晶化して、圧電体層を形成する工程と、
を含み、
前記前駆体溶液は、ビスマス、ナトリウム、バリウム、およびチタンを含み、
前記熱処理の温度は、４２５℃以上４５０℃以下である。
【００１０】
本発明によれば、環境負荷が小さく、かつ、パイロクロア相の生成を抑制でき、良好な圧電特性を有する圧電素子を得ることができる。
【００１１】
本発明に係る圧電素子の製造方法において、
前記前駆体溶液は、さらに、マンガンを含んでもよい。
【００１２】
本発明によれば、圧電素子のリーク電流を低減することができる。
【００１３】
本発明に係る圧電素子の製造方法において、
前記第１電極を形成する工程と、
前記第２電極を形成する工程と、
をさらに含み、
前記圧電体層は、前記第１電極と前記第２電極とに挟まれている。
【００１４】
本発明によれば、環境負荷が小さく、良好な圧電特性を有する圧電素子を得ることができる。
【００１５】
本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、
本発明に係る圧電素子の製造方法を含む。
【００１６】
本発明によれば、環境負荷が小さく、液体の吐出特性が良好な液体噴射ヘッドを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図２】本実施形態に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図３】本実施形態に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図４】本実施形態に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図５】実施例および比較例のＸＲＤ結果。
【図６】参考例のＸＲＤ結果。
【図７】実施例および比較例のヒステリシス曲線。
【図８】本実施形態に係る液体噴射ヘッドを模式的に示す断面図。
【図９】本実施形態に係る液体噴射ヘッドを模式的に示す分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
１．  圧電素子
まず、本実施形態に係る圧電素子について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態にかかる圧電素子１００を模式的に示す断面図である。
【００２０】
圧電素子１００は、図１に示すように、第１電極１０と、圧電体層２０と、第２電極３０と、を含むことができる。圧電素子１００は、例えば、基板１の上方に形成されている。
【００２１】
基板１は、例えば、導電体、半導体、絶縁体で形成された平板である。基板１は、単層であっても、複数の層が積層された構造であってもよい。基板１は、上面が平面的な形状であれば内部の構造は限定されず、例えば、内部に空間等が形成された構造であってもよい。基板１は、可撓性を有し、圧電体層２０の動作によって変形（屈曲）することのできる振動板を含んでいてもよい。振動板の材質としては、例えば、酸化ジルコニウム、酸化シリコン、またはこれらの積層体が挙げられる。
【００２２】
第１電極１０は、基板１上に形成されている。第１電極１０の形状は、例えば、層状または薄膜状である。第１電極１０の厚みは、例えば、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。第１電極１０の平面形状は、第２電極３０が対向して配置されたときに両者の間に圧電体層２０を配置できる形状であれば、特に限定されず、例えば、矩形、円形である。
【００２３】
第１電極１０の材質としては、例えば、ニッケル、イリジウム、白金などの各種の金属、それらの導電性酸化物（例えば酸化イリジウムなど）、ストロンチウムとルテニウムの複合酸化物（ＳｒＲｕＯｘ：ＳＲＯ）、ランタンとニッケルの複合酸化物（ＬａＮｉＯｘ：ＬＮＯ）が挙げられる。第１電極１０は、上記に例示した材料の単層構造でもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。
【００２４】
第１電極１０の機能の一つとしては、第２電極３０と一対になって、圧電体層２０に電圧を印加するための一方の電極（例えば、圧電体層２０の下方に形成された下部電極）となることが挙げられる。
【００２５】
なお、基板１が振動板を有さず、第１電極１０が振動板としての機能を有していてもよい。すなわち、第１電極１０は、圧電体層２０に電圧を印加するための一方の電極としての機能と、圧電体層２０の動作によって変形することのできる振動板としての機能と、を有していてもよい。
【００２６】
また、図示はしないが、第１電極１０と基板１との間には、例えば、両者の密着性を付与する層や、強度や導電性を付与する層が形成されてもよい。このような層の例としては、例えば、チタン、ニッケル、イリジウム、白金などの各種の金属、それらの酸化物の層が挙げられる。
【００２７】
圧電体層２０は、第１電極１０上に形成されている。圧電体層２０の形状は、例えば、層状または薄膜状である。圧電体層２０の厚みは、例えば、３００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である。圧電体層２０は、圧電性を呈することができ、第１電極１０および第２電極３０によって電界が印加されることで変形することができる（電気機械変換）。
【００２８】
圧電体層２０は、ペロブスカイト型の結晶構造を有する複合酸化物からなる。本実施形態に係る複合酸化物は、一般式ＡＢＯ３で表され、Ａサイトの元素の総モル数と、Ｂサイトの元素の総モル数と、酸素原子のモル数の比は、１：１：３が標準であるが、ペロブスカイト構造をとり得る範囲内で、１：１：３からずれていてもよい。
【００２９】
本実施形態に係る複合酸化物は、ビスマス、ナトリウム、バリウム、およびチタンを含む。この複合酸化物において、ビスマス、ナトリウム、バリウムは、Ａサイトの元素となることができ、チタンは、Ｂサイトの元素となることができる。
【００３０】
ビスマス、ナトリウム、バリウムの割合は、本実施形態に係る複合酸化物がペロブスカイト型の結晶構造をとる限り特に限定されないが、ビスマス、ナトリウム、バリウムの総量に対するバリウムのモル比は、例えば、０．０１以上０．１５以下であることが好ましい。これにより、圧電素子１００の変位量をより大きくすることができる。
【００３１】
本実施形態に係る複合酸化物は、さらに、マンガンを含んでいてもよい。例えば、チタンに対するマンガンのモル比は、０．０１程度であることが好ましい。これにより、圧電素子１００のリーク電流を低減することができる。
【００３２】
なお、圧電体層は、Ｋ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ等種々の元素を添加して特性改善をすることが知られているが、本発明の効果を得られる範囲であれば、当然このような添加物をさらに含有していてもよい。
【００３３】
第２電極３０は、圧電体層２０上に形成されている。第２電極３０の形状は、例えば、層状または薄膜状である。第２電極３０の厚みは、例えば、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。第２電極３０の平面形状は、特に限定されず、例えば、矩形、円形である。第２電極３０としては、第１電極１０の材質として列挙した上記材料を用いることができる。
【００３４】
第２電極３０の機能の一つとしては、第１電極１０と一対になって、圧電体層２０に電圧を印加するための他方の電極（例えば、圧電体層２０の上方に形成された上部電極）となることが挙げられる。
【００３５】
なお、図示の例では、第２電極３０は、圧電体層２０の上面に形成されているが、さらに、圧電体層２０の側面、基板１の上面に形成されていてもよい。
【００３６】
以上のような圧電素子１００は、例えば、圧力発生室内の液体を加圧する圧電アクチュエーターとして、液体噴射ヘッドや、該液体噴射ヘッドを用いた液体噴射装置（インクジェットプリンター）などに適用されてもよいし、圧電体層の変形を電気信号として検出する圧電センサー等その他の用途として用いてもよい。
【００３７】
２．  圧電素子の製造方法
次に、本実施形態に係る圧電素子の製造方法について説明する。図２〜図４は、本実施形態に係る圧電素子１００の製造工程を模式的に示す断面図である。
【００３８】
図２に示すように、基板１上に、第１電極１０を形成する。ここで、基板１は、例えば、シリコン基板上に、酸化シリコン層および酸化ジルコン層を、この順で積層することにより形成される。酸化シリコン層は、例えば、熱酸化法により形成される。酸化ジルコン層は、例えば、スパッタ法などにより形成される。
【００３９】
第１電極１０は、第１電極層（図示せず）を成膜した後、該第１電極層をパターニングすることにより形成される。第１電極層は、例えば、スパッタ法、真空蒸着法、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法により成膜される。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により行われる。
【００４０】
次に、第１電極１０上に圧電体層を形成する。圧電体層は、ゾルゲル法やＭＯＤ（Metal Organic Deposition）法などに代表される成膜法により形成される。以下、具体的に説明する。
【００４１】
図３に示すように、圧電体層２０の原料液となる前駆体溶液を第１電極１０上に塗布して、前駆体層２２を形成する（塗布工程）。前駆体溶液は、例えば、スピンコート法などにより塗布される。
【００４２】
圧電体層２０の前駆体溶液は、ビスマスを含有する金属化合物と、ナトリウムを含有する金属化合物と、バリウムを含有する金属化合物と、チタンを含有する金属化合物と、を含む。さらに、圧電体層２０の前駆体溶液は、マンガンを含有する金属化合物を含んでいてもよい。前駆体溶液は、圧電体層２０構成する複合酸化物がペロブスカイト構造を有するように、各金属化合物を所望のモル比となるように混合し、該混合物を有機溶媒を用いて溶解・分散させて得ることができる。上記金属を含有する金属化合物としては、例えば、金属アルコキシド、有機酸金属塩、有機金属錯体が挙げられる。
【００４３】
ビスマスを含有する金属化合物としては、例えば、トリエトキシビスマス、トリ−i−プロポキシビスマス、アセチルアセトナートビスマス、硝酸ビスマス、酢酸ビスマス、クエン酸ビスマス、シュウ酸ビスマス、酒石酸ビスマス、２−エチルヘキサン酸ビスマスが挙げられる。
【００４４】
ナトリウムを含有する金属化合物としては、例えば、２−エチルヘキサン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、ナトリウムアセチルアセトナートが挙げられる。
【００４５】
バリウムを含む金属化合物としては、例えば、酢酸バリウム、オクチル酸バリウム、バリウムテトラエトキシドが挙げられる。
【００４６】
チタンを含む金属化合物としては、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラ−ｉ−プロポキシチタン、テトラ−ｎ−プロポキシチタン、テトラ−ｉ−ブトキシチタン、テトラ−ｎ−ブトキシチタン、テトラ−ｔ−ブトキシチタン、アセチルアセトナトチタン、硝酸チタン、酢酸チタン、シュウ酸チタン、酒石酸チタン、クエン酸チタン、テトラ（２−エチルヘキシル）チタネートが挙げられる。
【００４７】
マンガンを含有する金属化合物としては、例えば、ジ−ｉ−プロポキシマンガン、マンガン（ＩＩＩ）アセチルアセトナート、硝酸マンガン、酢酸マンガン、クエン酸マンガン、シュウ酸マンガン、酒石酸マンガン、２−エチルヘキサン酸マンガンが挙げられる。
【００４８】
上記のような金属化合物を溶解させる有機溶媒としては、例えば、オクタン、キシレン、ブタノール、またはこれらを混合したものなどが挙げられる。
【００４９】
次に、前駆体層２２を、熱処理によって乾燥する（乾燥工程）。乾燥工程の熱処理温度は、例えば、１００℃以上２００℃以下であり、処理時間は、例えば、１分以上５分以下である。これにより、前駆体溶液の溶媒を蒸発させることができる。
【００５０】
次に、乾燥した前駆体層２２を、熱処理によって脱脂する（脱脂工程）。脱脂工程の熱処理温度は、４２５℃以上４５０℃以下であり、処理時間は、例えば、１分以上１０分以下である。これにより、前駆体層２２に含まれる有機成分を、例えば、ＮＯ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｏとして、離脱させることができる。乾燥工程および脱脂工程の熱処理は、例えば、大気雰囲気下において、ホットプレートを上記温度に設定して行うことができる。
【００５１】
なお、塗布工程、乾燥工程、および脱脂工程を複数回繰り返すことにより、所望の膜厚を有する前駆体層２２を得ることができる。
【００５２】
図４に示すように、脱脂した前駆体層２２を、熱処理（焼成）によって結晶化して、ペロブスカイト構造を有する複合酸化物からなる圧電体層２０ａを形成する（結晶化工程）。結晶化工程は、例えば、ＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）により、酸素雰囲気中で、５５０℃以上７５０℃以下の熱処理によって行われる。
【００５３】
図１に示すように、圧電体層２０上に第２電極３０を形成する。例えば、第２電極層（図示せず）を成膜した後、該第２電極層および圧電体層２０ａをパターニングして、第２電極３０および圧電体層２０を形成する。第２電極層は、例えば、スパッタ法、真空蒸着法、ＭＯＣＶＤ法により成膜される。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により行われる。なお、第２電極層および圧電体層２０ａは、一括してパターニングされてもよいし、別々にパターニングされてもよい。
【００５４】
以上の工程により、本実施形態に係る圧電素子１００を製造することができる。
【００５５】
圧電素子１００の製造方法によれば、前駆体層２２を、４２５℃以上４５０℃以下の熱処理により脱脂して、ビスマス、ナトリウム、バリウム、およびチタンを含む複合酸化物からなる圧電体層２０を得ることができる。これにより、環境負荷が小さく、かつ、パイロクロア相の生成を抑制でき、良好な圧電特性を有する圧電素子１００を得ることができる（詳細は後述）。
【００５６】
３．  実施例
以下に実施例、比較例、および参考例を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例によってなんら限定されるものではない。
【００５７】
３．１．  試料の作製
３．１．１．  実施例１
まず、シリコン基板の表面に、熱酸化法により酸化シリコン層を形成して、基板を得た。次に、基板上に、スパッタ法によりチタン層を形成し、該チタン層上に、スパッタ法により（１１１）に配向した白金層（第１電極）を形成した。
【００５８】
次に、第１電極上に圧電体層をスピンコート法により形成した。その手法は、以下のとおりである。
【００５９】
まず、ビスマス、ナトリウム、バリウム、およびチタンの各々を含む金属化合物が溶解したｎ−ブタノール溶液を所定の割合で混合して、前駆体溶液を調整した。そして、この前駆体溶液を第１電極上に滴下し、基板を回転させて前駆体層を形成した（塗布工程）。基板は、５００ｒｐｍで１０秒間回転させた後、２５００ｒｐｍで３０秒間回転させた。
【００６０】
次に、前駆体層を、ホットプレートを用いて、１５０℃で３分間熱処理して乾燥させた（乾燥工程）。そして、乾燥した前駆体層を、ホットプレートを用いて、４２５℃で５分熱処理して脱脂した（脱脂工程）。この塗布工程、乾燥工程および脱脂工程を６回行った後に、酸素雰囲気中で、ＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）により、７５０℃で１分間焼成させた（結晶化工程）。これにより、下記一般式（１）で表される複合酸化物からなる圧電体層を形成した。
（Ｂｉ０．４６５，Ｎａ０．４６５，Ｂａ０．０７）ＴｉＯ３  ・・・  （１）
【００６１】
３．１．２．  実施例２
実施例２は、脱脂工程の熱処理を４５０℃で行うこと以外は、実施例１と同じ方法で形成した。これにより、上記一般式（１）で表される複合酸化物からなる圧電体層を形成した。
【００６２】
３．１．３．  比較例１，２
比較例１，２は、脱脂工程の熱処理を表１に示す温度で行うこと以外は、実施例１と同じ方法で形成した。
【００６３】
３．１．４．  参考例１〜４
参考例１〜４は、脱脂工程の熱処理を３５０℃で行い、結晶化工程の熱処理を表１に示す温度で行うこと以外は、実施例１と同じ方法で形成した。
【００６４】
【表１】
2012104535.tif 000003
【００６５】
３．２．  Ｘ線回折（ＸＲＤ）評価
各実施例、各比較例、および各参考例のＸ線回折評価を行った。Ｘ線回折装置としては、Ｂｒｕｋｅｒ  ＡＸＳ社製の型番Ｄ８  Ｄｉｓｃｏｖｅｒに導入し、Ｘ線源としてＣｕ−Ｋα線を使用して、室温で測定した。
【００６６】
図５は、実施例１，２および比較例１，２のＸＲＤ結果である。図６は、参考例１〜４のＸＲＤ結果である。図５および図６において、２θ＝２３°，３２°付近のピークは、ペロブスカイト相に起因するピークである。２θ＝１５°，３０°，３５°付近のピークは、パイロクロア相に起因するピークである。２θ＝２８°，３４°，３６°付近のピークは、基板に起因するピークである。２θ＝４０°付近のピークは、ペロブスカイト相に起因するピークと、基板に起因するピークとが重なっている。
【００６７】
図５より、実施例１，２では、圧電体層はペロブスカイト相単体であるが、比較例１，２では、ペロブスカイト相とパイロクロア相との混相となっていることがわかった。すなわち、４２５℃〜４５０℃の温度で脱脂することにより、パイロクロア相の生成を抑制できることがわかった。
【００６８】
また、図６に示すように、参考例２〜４では、いずれかもペロブスカイト相およびパイロクロア相に起因するピークが確認された。参考例１では、ペロブスカイト相およびパイロクロア相に起因するピークは、確認できなかった（参考例１における２θ＝４０°付近のピークは、基板に起因するピーク）。図６より、３５０℃で脱脂する場合、結晶化の温度を調整してもペロブスカイト相単体は得られないことがわかった。
【００６９】
なお、表１において、ペロブスカイト相単体が得られたものを「○」と表し、パイロクロア相に起因するピークが確認されたものを「×」と表している。
【００７０】
３．３．  ヒステリシス評価
ヒステリシスの評価としては、東陽テクニカ社製、「ＦＣＥ−１Ａ」を用い、ヒステリシス曲線を測定した。なお、ヒステリシス評価は、圧電体層の上に、スパッタ法によって白金層を形成して行った。
【００７１】
図７は、実施例１および比較例１のヒステリシス曲線を示している。図７より、実施例１は、比較例１に比べて、良好なヒステリシスを有することがわかった。
【００７２】
４．  液体噴射ヘッド
次に、本実施形態に係る液体噴射ヘッド６００について、図面を参照しながら説明する。図８は、液体噴射ヘッド６００の要部を模式的に示す断面図である。図９は、液体噴射ヘッド６００の分解斜視図であり、通常使用される状態とは上下を逆に示したものである。
【００７３】
液体噴射ヘッド６００は、本発明に係る圧電素子を有する。以下では、本発明に係る圧電素子として、圧電素子１００を用いた例について説明する。
【００７４】
液体噴射ヘッド６００は、図８および図９に示すように、ノズル板６１０と、流路形成基板６２０と、圧電素子１００と、を含む。さらに、液体噴射ヘッド６００は、図９に示すように、筐体６３０を有することができる。なお、図９では、圧電素子１００を簡略化して図示している。
【００７５】
ノズル板６１０は、図８および図９に示すように、ノズル孔６１２を有する。ノズル孔６１２からは、インクが吐出される。ノズル板６１０には、例えば、複数のノズル孔６１２が設けられている。図９に示す例では、複数のノズル孔６１２は、一列に並んでいる。ノズル板６１０の材質としては、例えば、シリコン、ステンレス鋼（ＳＵＳ）が挙げられる。
【００７６】
流路形成基板６２０は、ノズル板６１０上（図９の例では下）に設けられている。流路形成基板６２０の材質としては、例えば、シリコンなどを例示することができる。流路形成基板６２０がノズル板６１０と振動板１ａとの間の空間を区画することにより、図９に示すように、リザーバー（液体貯留部）６２４と、リザーバー６２４と連通する供給口６２６と、供給口６２６と連通する圧力発生室６２２と、が設けられている。この例では、リザーバー６２４と、供給口６２６と、圧力発生室６２２と、を区別して説明するが、これらはいずれも液体の流路（例えば、マニホールドということもできる）であって、このような流路はどのように設計されても構わない。また例えば、供給口６２６は、図示の例では流路の一部が狭窄された形状を有しているが、設計にしたがって任意に形成することができ、必ずしも必須の構成ではない。
【００７７】
リザーバー６２４は、外部（例えばインクカートリッジ）から、振動板１ａに設けられた貫通孔６２８を通じて供給されるインクを一時貯留することができる。リザーバー６２４内のインクは、供給口６２６を介して、圧力発生室６２２に供給されることができる。圧力発生室６２２は、振動板１ａの変形により容積が変化する。圧力発生室６２２はノズル孔６１２と連通しており、圧力発生室６２２の容積が変化することによって、ノズル孔６１２からインク等が吐出される。
【００７８】
なお、リザーバー６２４および供給口６２６は、圧力発生室６２２と連通していれば、流路形成基板６２０とは別の部材（図示せず）に設けられていてもよい。
【００７９】
圧電素子１００は、流路形成基板６２０上（図９の例では下）に設けられている。圧電素子１００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動作（振動、変形）することができる。振動板１ａは、圧電体層２０の動作によって変形し、圧力発生室６２２の内部圧力を適宜変化させることができる。
【００８０】
筐体６３０は、図９に示すように、ノズル板６１０、流路形成基板６２０、振動板１ａ、および圧電素子１００を収納することができる。筐体６３０の材質としては、例えば、樹脂、金属などを挙げることができる。
【００８１】
５．  液体噴射ヘッドの製造方法
次に、本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００８２】
図９に示すように、流路形成基板６２０となる母材を準備する。母材としては、例えば（１１０）配向のシリコン単結晶基板を用いることができる。次に、母材に振動板１ａを形成する。
【００８３】
次に、振動板１ａ上に、上述した圧電素子１００の製造方法によって、圧電素子１００を形成する。
【００８４】
次に、母材をパターニングし、所定の位置に、圧力発生室６２２、リザーバー６２４、および供給口６２６となる凹部を形成する。
【００８５】
本実施形態では、母材として（１１０）配向のシリコン基板を用いているので、高濃度アルカリ水溶液を用いたウェットエッチング（異方性エッチング）が好適に採用される。高濃度アルカリ水溶液によるウェットエッチングの際には、例えば振動板１ａをエッチングストッパーとして機能させることができる。したがって、圧力発生室６２２等の形成を容易に行うことができる。
【００８６】
次に、図９に示すように、複数のノズル孔６１２が形成されたノズル板６１０を、各ノズル孔６１２が各圧力発生室６２２となる凹部に対応するように位置合わせし、その状態で接合する。これにより、複数の圧力発生室６２２、リザーバー６２４、および複数の供給口６２６が形成される。ノズル板６１０の接合は、例えば接着剤による接着法や、融着法などを用いることができる。ノズル孔６１２は、例えば、プレス加工や、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術等により形成することができる。次に、ノズル板２１０、流路形成基板６２０、振動板１ａ、および圧電素子１００を筐体６３０に収納する。
【００８７】
以上の工程によって、本実施形態に係る液体噴射ヘッド６００を製造することができる。
【００８８】
液体噴射ヘッド６００の製造方法によれば、環境負荷が小さく、良好な圧電特性を有する圧電素子１００の製造方法を含む。したがって、環境負荷が小さく、液体の吐出特性が良好な液体噴射ヘッド６００を得ることができる。
【００８９】
なお、上記の例では、圧電体層２０を２つの電極１０，３０で挟む圧電素子１００を用いて、撓み振動によって圧力発生室６２２の容積を変化させる液体噴射ヘッド６００について説明した。しなしながら、本発明に係る液体噴射ヘッドは、上記の形態に限定されず、例えば、圧電体層と電極とを交互に積層させてなる圧電素子を固定基板に固定し、縦振動によって圧力発生室の容積を変化させる形態であってもよい。また、本発明に係る液体噴射ヘッドは、圧電素子の伸張や収縮変形ではなく剪断変形によって圧力発生室の容積を変化させる、いわゆるシェアモード型の圧電素子を用いた形態であってもよい。
【００９０】
また、上記の例では、液体噴射ヘッド６００がインクジェット式記録ヘッドである場合について説明した。しかしながら、本実施形態の液体噴射ヘッドは、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などとして用いられることもできる。
【００９１】
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。
【符号の説明】
【００９２】
１  基体、１ａ  振動板、１０  第１電極、２０  圧電体層、２０ａ  圧電体層、
２２  前駆体層、３０  第２電極、１００  圧電素子、６００  液体噴射ヘッド、
６１０  ノズル板、６１２  ノズル孔、６２０  流路形成基板、６２２  圧力発生室、
６２４  リザーバー、６２６  供給口、６２８  貫通孔、６３０  筐体
【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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