(57)【要約】      （修正有）【課題】スパッタ法で圧電体が成膜されている場合でも、連続駆動時の圧電体の剥離を抑制して、素子の信頼性を向上させる圧電素子と、その圧電素子を備えたインクジェットヘッドとを提供する。【解決手段】圧電素子１３は、振動板１５上に、スパッタ法によって成膜される圧電体１６ａと、圧電体１６ａを膜厚方向で挟むように形成される下部電極１６ｃおよび上部電極１６ｂとを有している。上部電極１６ｂの一部は、絶縁膜１８を介して圧電体１６ａ上に形成されている。圧電体１６ａは、絶縁膜１８の直下に位置して、スパッタ法による成膜時の分極方向が維持された第１の領域Ｒ１と、絶縁膜１８の非形成領域と対応し、上記分極方向が反転された第２の領域Ｒ２とを有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板上に、スパッタ法によって成膜される圧電体と、前記圧電体を膜厚方向で挟むように形成される下部電極および上部電極とを有する圧電素子であって、
前記上部電極の一部は、絶縁膜を介して前記圧電体上に形成されており、
前記圧電体は、前記絶縁膜の直下に位置して、スパッタ法による成膜時の分極方向が維持された第１の領域と、前記絶縁膜の非形成領域と対応し、前記分極方向が反転された第２の領域とを有していることを特徴とする圧電素子。
【請求項２】
前記第１の領域の分極方向が、前記下部電極から前記上部電極に向かう方向であり、
前記第２の領域の分極方向が、前記上部電極から前記下部電極に向かう方向であることを特徴とする請求項１に記載の圧電素子。
【請求項３】
前記上部電極にプラス極性の電圧が印加されることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電素子。
【請求項４】
前記第１の領域は、前記第２の領域を囲むように位置していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の圧電素子。
【請求項５】
前記絶縁膜は、前記圧電体のエッジを覆うように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の圧電素子。
【請求項６】
前記圧電体の厚さをｄμｍとしたとき、
前記第２の領域は、前記圧電体の端面からｄ／２μｍ以上離れていることを特徴とする請求項４または５に記載の圧電素子。
【請求項７】
前記圧電体は、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とすることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の圧電素子。
【請求項８】
前記圧電体の厚さが、２〜１０μｍであることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の圧電素子。
【請求項９】
前記上部電極は、前記圧電体の形成領域の内側に形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の圧電素子。
【請求項１０】
開口部を有する基板をさらに有しており、
前記振動板は、前記開口部を覆うように前記基板上に形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の圧電素子。
【請求項１１】
請求項１０に記載の圧電素子を備え、前記圧電素子の前記振動板を振動させることにより、圧力室としての前記基板の開口部に収容されるインクを吐出させることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項１２】
前記下部電極の形成領域の内側に前記圧力室の形成領域があり、
前記圧力室の上方では、
前記圧力室の形成領域の内側に前記圧電体の形成領域があり、
前記圧電体の形成領域の内側に前記上部電極の形成領域があることを特徴とする請求項１１に記載のインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動板上に、スパッタ法によって成膜される圧電体と、下部電極および上部電極とを有する圧電素子と、その圧電素子を備えたインクジェットヘッドとに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）をはじめとする圧電体が、アクチュエータやセンサなどに用いられている。アクチュエータとして機能する圧電素子は、下部電極、圧電体、上部電極、振動板などにより構成されている。圧電体を挟む下部電極と上部電極とに電圧を印加すると、圧電体が伸縮し、これによって振動板が振動（変位）する。
【０００３】
近年では、微細化、高密度化のニーズにより、圧電素子の薄型化、小型化が求められている。特に、インクジェットヘッドのアクチュエータとして圧電素子を用いる場合には、印刷画像の高精細化のためにノズルを高密度に搭載する必要があるため、圧電素子の小型化は重要である。従来では、圧電体としてバルク材料が使われているが、圧電素子の薄型化、小型化を図るためには、圧電体を薄膜化することが有効である。この点、例えば特許文献１では、圧電体をスパッタ法等で薄膜形成し、フォトリソグラフィ法を用いて圧電体（圧電薄膜）をパターニングすることにより、薄型で小型の圧電素子を作製している。
【０００４】
ところで、スパッタ法で形成した圧電体においては、分極方向が下部電極から上部電極に向かう方向を向いているといった特徴がある。このため、上部電極をアドレス電極とし、下部電極を共通電極とした場合には、上部電極にマイナス電圧を印加して圧電素子を動作させることが可能となる。しかし、マイナス電圧を印加する駆動回路は、プラス電圧を印加する駆動回路よりも高価である。また、下部電極をアドレス電極とし、これにプラス電圧を印加して圧電素子を駆動する場合は、隣り合う２つの圧電体に対応する下部電極間にリーク電流が発生し、最悪の場合、意図しない圧力室からインクが吐出される電気的クロストークが発生する。
【０００５】
そこで、特許文献１では、スパッタ法で成膜した圧電体の分極方向を反転させ、上部電極にプラス電圧を印加する構成とすることで、安価な駆動回路や電源を用いて圧電素子を動作できるようにし、また、リーク電流の発生を低減して電気的クロストークの改善を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２１８３６０号公報（請求項１、段落〔０００６〕〜〔００１４〕等参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１のように、スパッタ法で圧電体を薄膜形成している場合には、圧電素子を連続駆動したときに、圧電体が剥離してしまうといった不具合が発生する場合があり、信頼性に問題がある。
【０００８】
圧電体を薄膜化した場合、バルクとは異なる特性を示すものがあり、駆動安定性の低下がその一つである。圧電体を薄膜で形成する場合は、圧電体の結晶制御が非常に難しく、圧電体は下地の影響を大きく受けて結晶成長する。このとき、圧電体の結晶性が良好であると、圧電体の変位量が大きく、かつ、圧電特性のバラツキが小さくなり、良好なインクの射出特性が得られる。一方、圧電体の結晶性が悪いと、圧電体の変位量は小さくなり、かつ、圧電特性のバラツキも大きくなり、インクの射出特性が悪くなる。そのため、圧電体を薄膜で形成する場合は、圧電体の結晶性を良好にするための下地膜（圧電体と相性の良い下地膜）が必要となる。このような下地膜としては、例えば白金（Ｐｔ）やイリジウム（Ｉｒ）からなる下部電極が挙げられる。
【０００９】
ところが、圧電体を薄膜で形成すると、圧電体の下地膜に対する密着性が悪いため、圧電素子を連続駆動した場合に、圧電体が下地膜から剥離してしまう。特許文献１では、スパッタ法で薄膜形成した圧電体の剥離を抑制するための対策については何ら講じられていない。
【００１０】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、スパッタ法で圧電体が成膜されている場合でも、連続駆動時の圧電体の剥離を抑制することができ、これによって信頼性を向上させることができる圧電素子と、その圧電素子を備えたインクジェットヘッドとを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一側面による圧電素子は、振動板上に、スパッタ法によって成膜される圧電体と、前記圧電体を膜厚方向で挟むように形成される下部電極および上部電極とを有する圧電素子であって、前記上部電極の一部は、絶縁膜を介して前記圧電体上に形成されており、前記圧電体は、前記絶縁膜の直下に位置して、スパッタ法による成膜時の分極方向が維持された第１の領域と、前記絶縁膜の非形成領域と対応し、前記分極方向が反転された第２の領域とを有している。
【００１２】
上部電極の一部は、絶縁膜を介して圧電体上に形成されているので、上部電極と下部電極との間に抗電界以上の電圧を印加して分極処理を行うことにより、絶縁膜の直下に位置する圧電体の第１の領域では、スパッタ法による成膜時の分極方向をそのまま維持しつつ、第２の領域のみを分極反転させることができる。
【００１３】
このように、スパッタ法で成膜された圧電体が、分極方向の互いに異なる第１の領域と第２の領域とを有する構成では、圧電素子を駆動すべく、上部電極と下部電極との間に電圧を印加すると（電位差を付与すると）、第１の領域および第２の領域の一方で圧電体が膜厚方向に伸長し（膜厚方向に垂直な方向に収縮し）、他方で圧電体が膜厚方向に収縮する（膜厚方向に垂直な方向に伸長する）。これにより、一方の領域での圧電体の伸長または収縮によって圧電体のエッジにかかる剥離応力を、他方の領域での圧電体の収縮または伸長によって低減することができる。その結果、圧電素子を連続駆動した場合でも、スパッタ法で成膜された圧電体が下地の下部電極から剥離するのを抑制することができ、素子の信頼性を向上させることができる。
【００１４】
上記構成において、前記第１の領域の分極方向が、前記下部電極から前記上部電極に向かう方向であり、前記第２の領域の分極方向が、前記上部電極から前記下部電極に向かう方向であってもよい。
【００１５】
この場合は、上部電極にプラス電圧を印加すると、圧電体の第２の領域が膜厚方向に伸長して振動板が振動する。したがって、上部電極にプラス電圧を印加して圧電体の第２の領域を素子の駆動に利用する場合に、圧電体の剥離を抑制することができる。
【００１６】
上記構成において、前記上部電極にプラス極性の電圧が印加されることが望ましい。この場合は、マイナス電圧を印加する駆動回路よりも安価な駆動回路を用いて、圧電素子を駆動することができる。
【００１７】
上記構成において、前記第１の領域は、前記第２の領域を囲むように位置していてもよい。この場合、圧電体のエッジを覆うように絶縁膜を形成することが容易となる。このように絶縁膜が圧電体のエッジを覆うことで、絶縁膜によって圧電体のエッジにかかる剥離応力が緩和されるので、圧電体の剥離をさらに抑制することができる。
【００１８】
上記構成において、前記圧電体の厚さをｄμｍとしたとき、前記第２の領域は、前記圧電体の端面からｄ／２μｍ以上離れていることが望ましい。この場合、第２の領域の変位によって圧電体のエッジにかかる剥離応力を低減して、圧電体の剥離を抑えることができる。
【００１９】
上記構成において、前記圧電体は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とすることが望ましい。この場合、薄膜の圧電体を、ＰＺＴを主成分とする材料を用いてスパッタ法で成膜できるとともに、良好な圧電特性を有する圧電体を成膜できる。
【００２０】
上記構成において、前記圧電体の厚さが、２〜１０μｍであることが望ましい。圧電体の厚さが下限を下回って薄くなりすぎると、十分な変位量が得られず、圧電体の厚さが上限を上回って厚くなりすぎると、圧電体の膜が破損しやすくなる。
【００２１】
上記構成において、前記上部電極は、前記圧電体の形成領域の内側に形成されていることが望ましい。この場合、上部電極と下部電極との短絡を回避することができる。
【００２２】
上記構成の圧電素子は、開口部を有する基板をさらに有しており、前記振動板は、前記開口部を覆うように前記基板上に形成されていてもよい。
【００２３】
この構成では、開口部内に気体や液体などの吐出媒体を充填することで、圧電素子をポンプ（インクジェットヘッドを含む）として用いることができる。また、超音波によって振動板を振動させてそのとき生じた電界を検出することで、圧電素子を超音波センサとして用いることもできる。
【００２４】
本発明の一側面によるインクジェットヘッドは、上記構成の圧電素子を備え、前記圧電素子の前記振動板を振動させることにより、圧力室としての前記基板の開口部に収容されるインクを吐出させる構成である。
【００２５】
上記した圧電素子によれば、スパッタ法で圧電体を成膜した場合でも、連続駆動時の圧電体の剥離を抑制でき、素子の信頼性を向上させることができるので、薄型で耐久性に優れた、信頼性の高いインクジェットヘッドを実現することができる。
【００２６】
上記インクジェットヘッドにおいて、前記下部電極の形成領域の内側に前記圧力室の形成領域があり、前記圧力室の上方では、前記圧力室の形成領域の内側に前記圧電体の形成領域があり、前記圧電体の形成領域の内側に前記上部電極の形成領域があってもよい。
【００２７】
このようなインクジェットヘッドでは、圧力室、圧電体および上部電極を高密度に配置して、高品位な画像印刷が可能で安定した印刷特性を有するインクジェットヘッドを実現することができる。
【発明の効果】
【００２８】
上記の構成によれば、素子駆動時に、第１の領域および第２の領域のうちの一方の領域での圧電体の伸長または収縮によって圧電体のエッジにかかる剥離応力を、他方の領域での圧電体の収縮または伸長によって低減することができる。その結果、スパッタ法で成膜した圧電体を含む圧電素子を連続駆動した場合でも、圧電体が下地から剥離するのを抑制することができ、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の一形態に係るインクジェットヘッドの概略の構成を示す断面図である。
【図２】図１のＰ部を拡大して示す断面図である。
【図３】上記インクジェットヘッドが有する圧電素子の平面図である。
【図４】上記圧電素子の一部の図示を省略した状態で、絶縁膜にハッチングを付して示した上記圧電素子の平面図である。
【図５】上記圧電素子の一部の図示を省略した状態で、圧電体の第１の領域および第２の領域にハッチングを付して示した上記圧電素子の平面図である。
【図６】実施例１のインクジェットヘッドの製造方法における各製造工程の一部を示す断面図である。
【図７】上記製造方法における各製造工程の残りの一部を示す断面図である。
【図８】上記製造方法における各製造工程のさらに残りの一部を示す断面図である。
【図９】上記製造方法における各製造工程のさらに残りの一部を示す断面図である。
【図１０】上記製造方法における各製造工程のさらに残りの一部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００３１】
〔１．インクジェットヘッドの構成〕
図１は、本実施形態のインクジェットヘッド１の概略の構成を示す断面図である。インクジェットヘッド１は、ヘッド基板１０と配線基板２０とを接着樹脂層３０を介して接着して形成されている。配線基板２０の上面（ヘッド基板１０とは反対側の面）には、インクが貯留されるインク室４１を構成する箱型形状のマニホールド４０が、取付板５０を介して設けられている。
【００３２】
ヘッド基板１０は、Ｓｉ（シリコン）基板からなるノズルプレート１１と、ガラス基板からなる中間プレート１２と、圧電素子１３とをこの順で積層して構成されている。圧電素子１３は、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板の支持層（Ｓｉ基板）によって形成された圧力室プレート１４と、ＳＯＩ基板の活性層（Ｓｉ基板）およびＢＯＸ層（ＳｉＯ2（酸化シリコン））によって形成された振動板１５と、アクチュエータ部１６と有している。なお、活性層におけるＢＯＸ層とは反対側の面には、ＳｉＯ2からなる熱酸化膜が形成されていてもよい。
【００３３】
ノズルプレート１１には、インクの吐出孔となるノズル１１ａが開口形成されている。中間プレート１２には、圧力室プレート１４に形成された圧力室１４ａの内部とノズルプレート１１のノズル１１ａとを連通する連通路１２ａが貫通形成されているとともに、圧力室プレート１４のインク流路を形成する貫通孔１４ｂと圧力室１４ａとを連通するための連通路１２ｂが形成されている。
【００３４】
圧電素子１３の圧力室プレート１４には、基板の開口部として形成されて、吐出媒体としてのインクを収容する圧力室１４ａと、インク室４１からのインク流路を形成する貫通孔１４ｂとが形成されている。なお、圧力室１４ａは、圧力室プレート１４に複数形成されていてもよい。この場合、上記したノズル１１ａおよびアクチュエータ部１６（特に後述する圧電体１６ａ、上部電極１６ｂ）は、複数の圧力室１４ａのそれぞれに対応して設けられることになる。圧力室１４ａの上壁は、振動板１５によって構成されており、下壁は中間プレート１２によって構成されている。
【００３５】
振動板１５は、圧力室１４ａを配線基板２０側から覆うように圧力室プレート１４上に設けられ、振動によって圧力室１４ａ内のインクをノズル１１ａを介して外部に吐出させる。この振動板１５には、接着樹脂層３０を貫通する貫通孔３１と圧力室プレート１４の貫通孔１４ｂとを連通する連通路１５ａが形成されている。
【００３６】
アクチュエータ部１６は、圧電体１６ａと、圧電体１６ａを膜厚方向（上下方向）で挟むように形成される上部電極１６ｂおよび下部電極１６ｃとを有している。上部電極１６ｂと下部電極１６ｃとの間に電圧を印加することで、圧電体１６ａが変形（伸長または収縮）し、これによって振動板１５が振動する。圧電体１６ａは、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ；Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3）を主成分とする材料を用いてスパッタ法によって成膜されている。
【００３７】
下部電極１６ｃは、振動板１５の表面に形成されている。下部電極１６ｃの形成領域は、圧力室１４ａの形成領域よりも大きい。なお、下部電極１６ｃの下層に、例えばチタン（Ｔｉ）や酸化チタン（ＴｉＯｘ）からなる密着層を設ける構成としてもよい。
【００３８】
圧電体１６ａおよび上部電極１６ｂは、圧力室１４ａと１対１に対応するように下部電極１６ｃ上に積層されている。圧電体１６ａは、圧力室１４ａの上方から圧力室１４ａの側壁上方にわたって（圧力室１４ａとその側壁との境界をまたぐように）下部電極１６ｃ上に設けられている。
【００３９】
上部電極１６ｂは、圧電体１６ａの形成領域の内側に形成されているとともに、圧力室１４ａの上方から圧力室１４ａの側壁上方にわたって圧電体１６ａ上に形成されている。圧力室１４ａの外側の上部電極１６ｂ上には、例えば金スタッドバンプからなる第１のバンプ１７が、配線基板２０に向けて突出形成されている。第１のバンプ１７は、上部電極１６ｂと電気的に接続されている。
【００４０】
配線基板２０は、Ｓｉ基板からなる基板本体２１の上面に、ＳｉＯ2からなる配線保護層２２を介して形成される上部配線２３を有している。この上部配線２３は、配線基板２０の端部において、駆動回路が実装されたＦＰＣ（フレキシブルプリント回路基板）とＡＣＦ（異方性導電フィルム）によって電気的に接続されている。上部配線２３は、ＳｉＯ2からなる配線保護層２６で覆われている。
【００４１】
また、上部配線２３の一部は、基板本体２１に形成された貫通孔２１ａを介して基板本体２１の下面に臨んでおり、該基板本体２１の下面にＳｉＯ2からなる配線保護層２２を介して形成された下部配線２７と導通している。下部配線２７上には、ＳｉＯ2からなる配線保護層２８が形成されているが、配線保護層２８の開口部２８ａを介して下部配線２７の一部が露出している。開口部２８ａの位置で露出した下部配線２７には、第２のバンプ２９がヘッド基板１０に向けて突出形成されている。第２のバンプ２９は、例えばはんだバンプで構成され、下部配線２７と電気的に接続されている。また、第２のバンプ２９と上記した第１のバンプ１７とは、ヘッド基板１０と配線基板２０との間で電気的に接続されている。
【００４２】
また、配線基板２０には、インク供給路２１ｂが形成されている。インク供給路２１ｂは、配線基板２０の上面に開口しており、その開口部２６ａからインク室４１内のインクを流入させて貫通孔３１に導く。
【００４３】
接着樹脂層３０は、ヘッド基板１０と配線基板２０とを接着するための接着層であり、例えば熱硬化性の感光性接着樹脂シートで構成されている。このような感光性接着樹脂シートを用いることにより、接着樹脂層３０の不要部分を露光、現像処理によって容易に除去することができ、所望パターンの層形成が容易となる。
【００４４】
接着樹脂層３０は、ヘッド基板１０と配線基板２０との間に、接着樹脂層３０の厚み分の間隔を確保すべく、配線基板２０の配線保護層２８の表面（下面）に予め貼着され、その後、ヘッド基板１０と接着される。
【００４５】
また、接着樹脂層３０を貫通する貫通孔３１の一端（上端）は、上記した配線基板２０のインク供給路２１ｂと連通している。一方、貫通孔３１の他端（下端）は、ヘッド基板１０の振動板１５に形成された連通路１５ａと連通している。したがって、インク室４１内のインクは、図１の破線Ａ１で示すように、開口部２６ａ、インク供給路２１ｂ、貫通孔３１、連通路１５ａ、貫通孔１４ｂ、連通路１２ｂを順に介して圧力室１４ａに供給される。
【００４６】
上記のインクジェットヘッド１では、ヘッド基板１０側の第１のバンプ１７と、配線基板２０側の第２のバンプ２９とが電気的に接続されているので、配線基板２０の駆動回路からの駆動電圧（駆動信号）は、上部配線２３、下部配線２７、第２のバンプ２９および第１のバンプ１７を順に介して、アクチュエータ部１６の上部電極１６ｂに供給される。なお、このときの電気の流れを図１の破線Ｂで示す。このように、アクチュエータ部１６の下部電極１６ｃに対して上部電極１６ｂに駆動電圧が供給されると、圧電体１６ａが圧電効果によって変形（伸長または収縮）して振動板１５が振動する。これにより、圧力室１４ａ内のインクに対して吐出のための圧力が付与され、圧力室１４ａ内のインクが連通路１２ａを通ってノズル１１ａから微小液滴として吐出される（図１の破線Ａ２参照）。
【００４７】
〔２．圧電素子の詳細について〕
次に、上記した圧電素子１３の詳細について説明する。図２は、図１のＰ部を拡大して示す断面図である。本実施形態では、アクチュエータ部１６における上部電極１６ｂの一部は、絶縁膜１８を介して圧電体１６ａ上に形成されている。この絶縁膜１８は、圧電体１６ａのエッジ（端部）１６ｅを覆うように、圧電体１６ａ上および下部電極１６ｃ上に形成されている。そして、圧電体１６ａは、絶縁膜１８の直下に位置する第１の領域Ｒ１と、絶縁膜１８の非形成領域と対応した（絶縁膜１８で覆われずに上部電極１６ｂと直接接触した）第２の領域Ｒ２とを有している。第１の領域Ｒ１は、スパッタ法による成膜時の分極方向が維持された領域であり、第２の領域Ｒ２は、スパッタ法による成膜時の分極方向が反転された領域である。
【００４８】
ここで、スパッタ法による圧電体１６ａの成膜では、圧電体１６ａの分極方向は、通常、下部電極１６ｃから上部電極１６ｂに向かう方向となる。本実施形態では、圧電体１６ａの第２の領域Ｒ２のみ、分極方向を反転させることにより、第１の領域Ｒ１の分極方向をスパッタ成膜時の分極方向である、下部電極１６ｃから上部電極１６ｂに向かう方向とし、第２の領域Ｒ２の分極方向を上部電極１６ｂから下部電極１６ｃに向かう方向としている。
【００４９】
このように圧電体１６ａの第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２とで分極方向を異ならせることができるのは、上部電極１６ｂの一部を、絶縁膜１８を介して圧電体１６ａ上に形成していることによる。つまり、上部電極１６ｂと下部電極１６ｃとの間に抗電界（分極反転する電界の閾値）以上の電圧を印加して分極処理を行うと、圧電体１６ａの第２の領域Ｒ２では、上記の抗電界によって分極反転が起こるが、第１の領域Ｒ１では、上部電極１６ｂとの間に絶縁膜１８が介在しているために、圧電体１６ａにかかる電界が抗電界以下となり、分極反転は起こらない。したがって、絶縁膜１８を設けることにより、第２の領域Ｒ２のみが分極反転するような分極処理を行うことができ、これによって、圧電体１６ａにおいて分極方向の互いに異なる第１の領域Ｒ１および第２の領域Ｒ２を併存させることができる。
【００５０】
図３は、圧電素子１３の平面図であり、図４は、図３の平面図において、上部電極１６ｂおよび第１のバンプ１７の図示を省略した状態で、絶縁膜１８に便宜的にハッチングを付して示したものであり、図５は、図３の平面図において、上部電極１６ｂおよび第１のバンプ１７の図示を省略した状態で、圧電体１６ａの第１の領域Ｒ１および第２の領域Ｒ２に便宜的にハッチングを付して示したものである。これらの図面からも、絶縁膜１８は、圧電体１６ａのエッジ１６ｅを覆うように形成されていることがわかる。
【００５１】
また、絶縁膜１８は、圧力室１４ａの形成領域の内側に開口部１８ａを有しており、圧力室１４ａの形成領域の外側に開口部１８ｂを有している。上部電極１６ｂは、開口部１８ａの内側で圧電体１６ａの第２の領域Ｒ２と直接接触している。また、第１のバンプ１７は、開口部１８ｂの内側で圧電体１６ａと接触する上部電極１６ｂ上に設けられている。
【００５２】
また、図５に示すように、圧電体１６ａの第１の領域Ｒ１は、（膜厚方向に垂直な面に沿って）第２の領域Ｒ２を囲むように位置している。つまり、圧電体１６ａの第２の領域Ｒ２の外側に第１の領域Ｒ１が位置しており、第１の領域Ｒ１のエッジが圧電体１６ａのエッジ１６ｅとなっている。
【００５３】
〔３．インクジェットヘッドの製造方法について〕
以下、上記構成の圧電素子１３を含むインクジェットヘッド１の製造方法について、実施例１および２として説明する。また、実施例１および２との比較のため、比較例１についても併せて説明する。
【００５４】
（実施例１）
図６〜図１０は、実施例１のインクジェットヘッド１の製造方法における各製造工程を示す断面図である。なお、これらの図面における断面は、図３のＡ−Ａ’線矢視断面にそれぞれ対応するものとする。また、以下で示す各層の厚さ等の数値は一例に過ぎず、記載した数値に限定されるわけではない。
【００５５】
まず、図６（ａ）に示すように、ＳｉＯ2からなる熱酸化膜１９ａ（厚さ０．１μｍ）が両面に形成されたＳＯＩ基板（活性層（厚さ５μｍ）／ＢＯＸ層（厚さ０．２μｍ）／支持層（厚さ６００μｍ））を用意する。このとき、ＳＯＩ基板の支持層によって圧力室プレート１４が構成され、ＳＯＩ基板のＢＯＸ層１５ｂおよび活性層１５ｃによって振動板１５が構成されている。
【００５６】
そして、活性層１５ｃ側の熱酸化膜１９ａの表面に、スパッタ法によってチタン（Ｔｉ）を厚さ２０ｎｍで形成し、その後、酸素雰囲気中でＴｉを酸化して、酸化チタン（ＴｉＯｘ）からなる密着層１９ｂを形成する。密着層１９ｂは、その下地となる熱酸化膜１９ａと下部電極１６ｃとの密着性を向上させるための膜である。密着層１９ｂが薄すぎると密着性が悪くなり、厚すぎると下部電極１６ｃを構成する白金（Ｐｔ）の結晶性が悪くなってしまうため、密着層１９ｂの厚みは５ｎｍ〜４０ｎｍ程度が好ましい。なお、密着層１９ｂは、Ｔｉのままであってもよく、この場合でも、熱酸化膜１９ａと下部電極１６ｃとの密着性を向上させることができる。
【００５７】
続いて、図６（ｂ）に示すように、スパッタ法によってＰｔからなる下部電極１６ｃ（厚さ１００ｎｍ）を形成する。Ｐｔは、圧電体１６ａに電圧を印加するための電極としての役割と、圧電体１６ａを構成するＰＺＴの結晶性を向上させるための配向制御膜としての役割とを併せ持つ。下部電極１６ｃを厚くすると、抵抗が低くなって好ましいが、厚くしすぎると、表面の平滑性が悪くなり、上に形成するＰＺＴの結晶性が悪くなる。基板面に対してＰｔが＜１１１＞方向に配向する場合が好適であり、このとき、ＰＺＴは＜１００＞方向に配向しやすく、良好な結晶性が得られる。その他の下部電極１６ｃの材料としては、イリジウム（Ｉｒ）、酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）、ルテニウム酸ストロンチウム（ＳＲＯ；ＳｒＲｕＯ3）等を用いることができる。
【００５８】
次に、図６（ｃ）に示すように、下部電極１６ｃ上に、圧電体１６ａを構成するＰＺＴを、スパッタ法によって６００℃の温度で成膜する。薄膜の圧電体１６ａは、薄いほど剥離しづらくなるが、厚さが２μｍ未満となって薄くなりすぎると、振動板１５を変位させる力が低下するため、ある程度の厚みが必要となる。一方、圧電体１６ａの厚さが１０μｍを超えて厚くなりすぎると、圧電体１６ａ自体が破損しやすくなり、クラックが生じやすくなる。したがって、圧電体１６ａの厚さは、２〜１０μｍであることが好ましい。この場合、振動板１５の変位を大きくとることができ、かつ、圧電体１６ａの耐久性を向上させることができる。本実施例では、圧電体１６ａの厚さを５μｍとした。なお、圧電体１６ａとしてのＰＺＴは、ペロブスカイト構造を採り、＜１００＞配向となることが、良好な圧電特性が得られる点で好ましい。
【００５９】
さらに、ＰＺＴの組成や結晶配向性などを安定的に再現性良く成膜する方法としては、チタン酸ランタン酸鉛（ＰＬＴ）などのペロブスカイト構造を持つ絶縁性酸化物からなるバッファ層を予め下部電極１６ｃの上に形成しておき、そのバッファ層上にＰＺＴを形成する手法などがある。このような手法を本実施例に適用すると効果的である。
【００６０】
圧電体１６ａは、ＰＺＴを主成分としていればよく、ＰＺＴにランタン（Ｌａ）等の添加物が含まれていてもよい。なお、ＰＺＴが主成分であるとは、圧電体１６ａ中でＰＺＴの占める割合が８０％以上であることを意味する。このように、圧電体１６ａがＰＺＴを主成分としていることにより、スパッタ法によって薄膜の圧電体１６ａを成膜することができる。また、ＰＺＴは良好な圧電特性を示す材料として非常に有効である。さらに、成膜された圧電体１６ａに対して、後述するフォトリソグラフィ法での加工ができるため、薄くて微細なパターンを得ることができる。
【００６１】
次に、図７（ａ）に示すように、圧力室プレート１４を、化学機械研磨法（ＣＭＰ；Chemical Mechanical Polishing ）によって、厚さ２００μｍとなるまで研磨する。
【００６２】
なお、本実施例では、圧力室プレート１４（ＳＯＩ基板の支持層）の設計上の厚さを２００μｍとしている。このとき、支持層の厚さが元々２００μｍのＳＯＩ基板上にＰＺＴを成膜すると、成膜時の温度によって基板に反りが発生し、面内均一性が低下する。そこで、基板の反りが小さい状態でＰＺＴを成膜すべく、上記のように厚さ６００μｍの支持層を有するＳＯＩ基板上にＰＺＴを成膜し、成膜後に支持層を研磨して所望の厚さに調整している。
【００６３】
次に、図７（ｂ）に示すように、圧電体１６ａ上にレジストを塗布し、露光、現像を行って、圧電体１６ａをエッチングでパターニングするためのレジストパターン６１を形成する。そして、レジストパターン６１をマスクとして、塩素系またはフッ素系ガスを使ったＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma；誘導結合型プラズマ）ドライエッチングにより、図７（ｃ）に示すように、圧電体１６ａとして、直径２００μｍの円形部を有するＰＺＴパターンを形成する。なお、このときのエッチングは、フッ硝酸系溶液を使ったウェットエッチングであってもよい。
【００６４】
続いて、図８（ａ）に示すように、パターニングされた圧電体１６ａを覆うように、下部電極１６ｃ上に、絶縁膜１８を構成する窒化シリコン（ＳｉＮｘ）をプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法によって厚さ５０ｎｍで形成する。このとき、ＳｉＮｘの厚さを適切に設定することにより、後述する分極処理の際に、圧電体１６ａの第１の領域Ｒ１および第２の領域Ｒ２にかかる電界密度に差異を持たせて、それぞれの領域での分極方向を互いに異ならせることができる。また、圧電素子１３の駆動時に、第１の領域Ｒ１の圧電体１６ａを、圧電体１６ａの剥離応力を低減する方向に動作させることが可能になる。
【００６５】
絶縁膜１８としてのＳｉＮｘの膜厚設定に関しては、膜質的には２０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度が好ましい。絶縁膜１８が薄すぎると、十分な均一性が得られず、厚すぎると膜が破損しやすくなる。さらに好適な膜厚の範囲に関しては、ＰＺＴ膜の結晶性、厚み、誘電率、抗電界特性や、振動板１５のサイズや駆動条件等、設計条件、プロセス条件により大きく依存するため、用途等に合わせて最適化テストをして設定するのが望ましい。
【００６６】
なお、本実施例では、絶縁膜１８をＳｉＮｘで構成しているが、その他、無機系絶縁膜や有機系絶縁膜などの各種絶縁膜を用いることができる。特に、成膜均一性に優れ、かつ、微細加工可能な材料が絶縁膜１８として好適である。
【００６７】
次に、図８（ｂ）に示すように、絶縁膜１８上にレジストを塗布し、露光、現像を行って、絶縁膜１８をエッチングでパターニングするためのレジストパターン６２を形成する。そして、レジストパターン６２をマスクとして、ＩＣＰドライエッチングにより、図８（ｃ）に示すように、絶縁膜１８として、圧電体１６ａのエッジ１６ｅを覆い、かつ、直径１８６μｍの開口部１８ａを有するＳｉＮｘパターンを形成する。開口部１８ａの開口径は、圧電体１６ａの第２の領域Ｒ２（図２参照）の大きさに対応する。つまり、第２の領域Ｒ２は、絶縁膜１８の非形成領域（開口部１８ａ）と対応して位置する。
【００６８】
続いて、図９（ａ）に示すように、絶縁膜１８と、開口部１８ａに露出した圧電体１６ａとを覆うように、上部電極１６ｂを形成する。より具体的には、まず。Ｔｉをスパッタ法で成膜して、厚さ２０ｎｍのＴｉ層を形成し、続けて金（Ａｕ）をスパッタ法で成膜して、厚さ３００ｎｍのＡｕ層を形成し、これらのＴｉ層およびＡｕ層からなる上部電極１６ｂを形成する。上部電極１６ｂのＴｉ層は、Ａｕ層と圧電体１６ａ（ＰＺＴ）とを密着させるための密着層として機能し、Ａｕ層は電極として機能する。なお、上部電極１６ｂを構成する材料としては、上記のＴｉやＡｕに限定されるわけではなく、その他にも、Ｐｔ、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、Ｉｒ、ＩｒＯｘ、ＳＲＯなどの材料を用いることができる。
【００６９】
次に、図９（ｂ）に示すように、上部電極１６ｂ上にレジストを塗布し、露光、現像を行って、圧電体１６ａの可動部上の上部電極１６ｂをエッチングで残すためのレジストパターン６３を形成する。そして、レジストパターン６３をマスクとして、ドライエッチングにより、図９（ｃ）に示すように、直径１９６μｍの円形部を有する上部電極１６ｂのパターンを形成する。
【００７０】
続いて、図１０（ａ）に示すように、圧力室プレート１４の裏面、すなわち、圧電体１６ａの形成側とは反対側の面にレジストを塗布し、露光、現像を行って、レジストパターン６４を形成する。このレジストパターン６４が、ダイヤフラムの可動部のパターン（圧力室１４ａ）に対応する。本実施例では、上記のレジストパターン６４を、直径２３０μｍの開口部６４ａを有する穴パターンとした。
【００７１】
そして、図１０（ｂ）に示すように、レジストパターン６４をマスクとして、圧力室プレート１４をＩＣＰ装置のボッシュプロセスで深堀加工し、直径２３０μｍの圧力室１４ａを形成した。このような構成の圧電素子１３では、下部電極１６ｃの形成領域Ｓ１の内側に圧力室１４ａの形成領域Ｓ２があり、圧力室１４ａの形成領域Ｓ２の内側に圧電体１６ａの形成領域Ｓ３があり、圧電体１６ａの形成領域Ｓ３の内側に上部電極１６ｂの形成領域Ｓ４がある。
【００７２】
その後、図１で示したように、圧力室プレート１４と中間プレート１２とを陽極接合によって貼り合わせ、中間プレート１２とノズルプレート１１とを陽極接合によって貼り合わせることで、ヘッド基板１０が完成する。
【００７３】
本実施例では、上述のようにしてヘッド基板１０を完成させた後（陽極接合の後）、圧電体１６ａに対して分極処理を行った。具体的には、圧電素子１３の上部電極１６ｂの電位が＋５０Ｖ、下部電極１６ｃの電位がＧＮＤ（接地電位）となるように電圧を印加して分極処理を行った。その結果、図２で示したように、絶縁膜１８で覆われた圧電体１６ａの第１の領域Ｒ１では、スパッタ成膜時の分極方向がそのまま維持され（分極方向は下部電極１６ｃから上部電極１６ｂに向かう方向）、絶縁膜１８で覆われていない圧電体１６ａの第２の領域Ｒ２では、スパッタ成膜時の分極方向が反転する（分極方向は上部電極１６ｂから下部電極１６ｃに向かう方向）。
【００７４】
なお、本実施例において、ヘッド基板１０を完成させた後に分極処理を行っているのは、ヘッド基板１０の完成前、すなわち、陽極接合の前に分極処理を行うと、その後の陽極接合時の高温によって分極状態が変化して圧電特性が低下するおそれがあるためである。例えば接着剤によって各プレートを接合するなど、陽極接合を用いずにヘッド基板１０を完成させることができるのであれば、分極処理はヘッド基板１０の完成前に行ってもよい。
【００７５】
最後に、分極処理済みのヘッド基板１０と配線基板２０とを接着樹脂層３０を介して貼り合わせ、配線基板２０の上面に、インク室４１を構成するマニホールド４０を、取付板５０を介して取り付けることで、インクジェットヘッド１が完成する（図１参照）。
【００７６】
（実施例２）
実施例２では、絶縁膜１８の開口部１８ａの直径（開口径）を調整して、圧電体１６ａの第１の領域Ｒ１の幅を、圧電体１６ａの厚さ（５μｍ）の半分の２．５μｍにした以外は、実施例１と同様である。すなわち、実施例２では、圧電体１６ａの厚さをｄμｍとしたときに、第２の領域Ｒ２が圧電体１６ａの端面１６ｓ（図２参照）からｄ／２μｍ離れるように、第１の領域Ｒ１の幅を設定した。
【００７７】
（比較例１）
比較例１では、絶縁膜１８を形成せずに圧電体１６ａに対して上記と同様の分極処理を行った以外は、実施例１と同様である。絶縁膜１８を形成せずに分極処理を行っているため、圧電体１６ａの分極方向は、圧電体１６ａの全域にわたってスパッタ成膜時とは逆方向（上部電極１６ｂから下部電極１６ｃに向かう方向）である。なお、比較例１のインクジェットヘッドでは、上部電極１６ａの直径を、実施例１の絶縁膜１８の開口部１８ａの直径と同じ１８６μｍとした。
【００７８】
〔４．耐久性試験について〕
次に、実施例１、２および比較例１のインクジェットヘッド（圧電素子）の耐久性試験を行った。この耐久性試験では、上部電極１６ｂを信号線、下部電極１６ｃをＧＮＤとし、上部電極１６ａに印加する電圧の駆動波形を、５０ｋＨｚ、０〜２５Ｖの台形波とし、その台形波の立上り時間を１μｓ、立下り時間を１μｓとして、圧電素子を連続駆動した。
【００７９】
その結果、比較例１のインクジェットヘッドでは、連続駆動時間が３００時間を越えたところでＰＺＴの剥離が発生した。これに対して、実施例１および２のインクジェットヘッドでは、１０００時間まで連続駆動させたが、ＰＺＴの剥離は発生しなかった。
【００８０】
また、表１は、実施例１、２および比較例１のインクジェットヘッド（圧電素子）における各パラメータ、振動板の最大振幅および圧電体の剥離応力（シミュレーション値）を示している。なお、振動板の最大振幅および圧電体の剥離応力については、比較例１の値を１００としたときの相対値で示している。
【００８１】
【表１】
2013247216.tif 000003
【００８２】
実施例１、２および比較例１では、振動板の最大振幅は、測定値（絶対値）でどれもおよそ６００ｎｍであり、差異はほとんどなかった。また、圧電体のエッジにかかる剥離応力については、実施例１では、比較例１よりも２４．３％減となっており、比較例１に比べて剥離応力がかなり低減されていることがわかる。また、実施例２についても、比較例１よりも１割近く剥離応力が低減されていることがわかる。このように、実施例１および２では、比較例１よりも剥離応力が低減されている結果、上記のようにＰＺＴの剥離が発生しづらくなっているものと考えられる。
【００８３】
また、表１より、実施例１および２では、振動板の最大振幅の低下はほとんどないと考えられる。したがって、実施例１および２の構成によれば、振動板の最大振幅（圧電体の圧電特性に対応）をほとんど低下させることなく、剥離応力を低減して、ＰＺＴの剥離を抑制することができると言える。
【００８４】
以上のように、本実施形態では、上部電極１６ｂの一部が、絶縁膜１８を介して圧電体１６ａ上に形成されているので、分極処理の際に、絶縁膜１８の直下に位置する圧電体１６ａの第１の領域Ｒ１では、スパッタ法による成膜時の分極方向をそのまま維持しつつ、第２の領域Ｒ２のみを分極反転させることができる。そして、圧電素子１３を駆動すべく、上部電極１６ｂにプラス電圧を印加すると、第２の領域Ｒ２で圧電体１６ａが膜厚方向に伸長し（膜厚方向に垂直な方向に収縮し）、第１の領域Ｒ１で圧電体１６ａが膜厚方向に収縮する（膜厚方向に垂直な方向に伸長する）。これにより、第２の領域Ｒ２での圧電体１６ａの変位によって圧電体１６ａのエッジ１６ｅにかかる剥離応力を、第１の領域Ｒ１での圧電体１６ａの逆方向の変位によって低減することができる。その結果、圧電素子１３を連続駆動した場合でも、スパッタ法で成膜された圧電体１６ａが下部電極１６ｃから剥離するのを抑制することができ、信頼性を向上させることができる。
【００８５】
また、本実施形態では、圧電体１６ａの第１の領域Ｒ１の分極方向が、スパッタ成膜時の方向、すなわち、下部電極１６ｃから上部電極１６ｂに向かう方向であり、第２の領域Ｒ２の分極方向が、上部電極１６ｂから下部電極１６ｃに向かう方向である。このように各領域の分極方向を設定することにより、上部電極１６ｂにプラス電圧を印加して、圧電体１６ａの第２の領域Ｒ２を膜厚方向に伸長させて振動板１５を振動させ、圧電素子１３を駆動することができる。したがって、上部電極１６ｂにプラス電圧を印加して、圧電体１６ａの第２の領域Ｒ２を素子の駆動に利用する場合に、圧電体１６ａの剥離を抑制することができる。
【００８６】
また、プラス電圧を印加する駆動回路は、マイナス電圧を印加する駆動回路よりも安価であるので、上部電極１６ｂにプラス極性の電圧を印加する構成とすることで、そのような安価な駆動回路を用いて、圧電素子１３を駆動することができる。
【００８７】
なお、コスト面を考えなければ、上部電極１６ｂにマイナス電圧を印加して圧電素子１３を駆動する構成とすることもできる。この場合、図２に示した分極方向の設定では、圧電体１６ａの第２の領域Ｒ２が膜厚方向に収縮し（膜厚方向に垂直な方向に伸長し）、第１の領域Ｒ１が膜厚方向に伸長する（膜厚方向に垂直な方向に収縮する）。したがって、この場合でも、第２の領域Ｒ２での圧電体１６ａの変位によって圧電体１６ａのエッジ１６ｅにかかる剥離応力を、第１の領域Ｒ１での圧電体１６ａの逆方向の変位によって低減することができ、連続駆動時における圧電体１６ａの剥離を抑制することができる。
【００８８】
また、図５で示したように、圧電体１６ａの第１の領域Ｒ１は、第２の領域Ｒ２を囲むように位置しており、第２の領域Ｒ２に対して第１の領域Ｒ１が外側に位置するので、圧電体１６ａのエッジ１６ｅを覆うように絶縁膜１８を形成することが容易にできる。このように絶縁膜１８を形成することで、絶縁膜１８によって圧電体１６ａのエッジ１６ｅにかかる剥離応力を緩和することができるので、圧電体１６ａの剥離をさらに抑制することができる。
【００８９】
なお、絶縁膜１８のパターニング形状を変更して、圧電体１６ａの第１の領域Ｒ１を囲むように第２の領域Ｒ２を位置させるようにしてもよい。この場合は、圧電体１６ａの第１の領域Ｒ１の変位を素子の駆動に利用することができる。ただし、この場合は、第１の領域Ｒ１が第２の領域Ｒ２の内側に位置するため、圧電体１６ａのエッジ１６ｅを覆うように絶縁膜１８を形成することはできなくなるが、第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２とで圧電体１６ａの変位の方向が逆であることによって、圧電体１６ａの剥離応力を低減でき、圧電体１６ａの剥離を抑制できることに変わりはない。
【００９０】
また、実施例１および２の結果から、圧電体１６ａの厚さをｄμｍとしたとき、第２の領域Ｒ２は、圧電体１６ａの端面１６ｓからｄ／２μｍ以上離れていることが望ましいと言える。第２の領域Ｒ２と端面１６ｓとの距離がｄ／２μｍよりも短くなると、第２の領域Ｒ２が変位したときに、圧電体１６ａのエッジ１６ｅにかかる剥離応力が大きくなり、また、第１の領域Ｒ１の幅が小さくなるために第１の領域Ｒ１によって剥離応力を低減する効果が小さくなり、その結果、圧電体１６ａが剥離しやすくなると考えられる。したがって、第２の領域Ｒ２を端面１６ｓからｄ／２μｍ以上離すことにより、圧電体１６ａのエッジ１６ｅにかかる剥離応力を低減して、圧電体１６ａの剥離を抑えることができる。
【００９１】
また、圧電体１６ａのエッジ１６ｅを覆うように絶縁膜１８を形成した場合でも、圧電体１６ａの端面１６ｓには所望の厚みで絶縁膜１８が付着しにくく、エッジ部分で絶縁膜１８のカバーリング欠陥が発生しやすい。このため、上部電極１６ｂが圧電体１６ａの形成領域Ｓ３よりも大きく形成されると、圧電体１６ａのエッジ付近で上部電極１６ｂと下部電極１６ｃとが短絡する可能性がある。
【００９２】
この点、本実施形態では、図１０（ｂ）で示したように、上部電極１６ｂは、圧電体１６ａの形成領域Ｓ３の内側に形成されており、圧電体１６ａのエッジ１６ｅを跨がないので、上部電極１６ｂと下部電極１６ｃとの短絡を回避することができる。
【００９３】
また、本実施形態のインクジェットヘッド１は、薄膜の圧電体１６ａを有する上述した圧電素子１３を備え、圧電素子１３の振動板１５を振動させることにより、圧力室１４ａに収容されるインクを吐出させるので、薄型で耐久性に優れた、信頼性の高いインクジェットヘッド１を実現することができる。
【００９４】
また、インクジェットヘッド１において、図１０（ｂ）で示したように、下部電極１６ｃの形成領域Ｓ１の内側に圧力室１４ａの形成領域Ｓ２があり、圧力室１４ａの上方では、圧力室１４ａの形成領域Ｓ２の内側に圧電体１６ａの形成領域Ｓ３があり、圧電体１６ａの形成領域Ｓ３の内側に上部電極１６ｂの形成領域Ｓ４があるので、圧力室１４ａ、圧電体１６ａおよび上部電極１６ｂを高密度に配置した構成を容易に実現することができ、これによって、高品位な画像印刷が可能で安定した印刷特性を有するインクジェットヘッド１を実現することができる。
【００９５】
以上では、圧電素子１３をインクジェットヘッド１に適用した場合について説明したが、本実施形態の圧電素子１３は、超音波センサにも適用することができる。つまり、振動板１５が開口部（圧力室１４ａ）を覆うように基板（Ｓｉ基板、圧力室プレート１４）上に設けられる構成では、開口部内に気体や液体（例えばインク）などの吐出媒体を充填することで、圧電素子１３をポンプ（例えばインクジェットヘッド１）として用いることができる。それに加えて、音波や超音波によって振動板１５を振動させてそのときの圧電体１６ａの変位に応じた電界を上部電極１６ｂおよび下部電極１６ｃを介して検出することもでき、この場合は、圧電素子１３を超音波センサとして用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明の圧電素子は、例えばインクジェットヘッドや超音波センサに利用可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１      インクジェットヘッド
１３      圧電素子
１４      圧力室プレート（基板）
１４ａ    圧力室（開口部）
１５      振動板
１６ａ    圧電体
１６ｂ    上部電極
１６ｃ    下部電極
１６ｅ    エッジ
１６ｓ    端面
１８      絶縁膜
Ｒ１    第１の領域
Ｒ２    第２の領域
【図１】
2013247216.tif 000004
【図２】
2013247216.tif 000005
【図３】
2013247216.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
2013247216.tif 000009
【図７】
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【図８】
2013247216.tif 000011
【図９】
2013247216.tif 000012
【図１０】
2013247216.tif 000013