(57)【要約】      （修正有）【課題】振動板におけるクラックやこれに伴う液体の漏れを抑制することが可能な液体吐出ヘッド、及び、液体吐出装置、並びに液体吐出ヘッドの製造方法、並びに液体吐出ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】圧力室１５等の流路空部が形成された基板本体１０ａと、流路空部の開口に対応する部分が変位可能な振動板１０ｂと、がセラミックスの焼結体により一体的に形成され、振動板１０ｂにおける撓み変形可能な領域上に、この領域を撓み変形させる圧電素子１２が形成され、振動板１０ｂは、少なくとも圧電素子１２側の表面に、酸素欠損相３０を有し、当該酸素欠損相３０は平坦化処理が施されている。【選択図】図４
2016068307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路空部が形成された流路基板と、前記流路空部の開口に対応する部分が変位可能な振動板と、がセラミックスの焼結体により一体的に形成され、
前記振動板における撓み変形可能な領域上に、この領域を撓み変形させる圧電素子が形成され、
前記振動板は、少なくとも前記圧電素子側の表面に、酸素欠損相を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記振動板の前記圧電素子側の面に対し平坦化処理が施されたことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記振動板は、有機金属化合物の焼結によって形成された第２の振動板を前記圧電素子との間に有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項５】
流路空部が形成された流路基板と、前記流路空部の開口に対応する部分が変位可能な振動板と、がセラミックスの焼結体により一体的に形成され、前記振動板における撓み変形可能な領域上に、この領域を撓み変形させる圧電素子が形成された液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記振動板となる振動板基体をセラミックスにより作製する工程と、
前記流路基板の本体となる基板基体をセラミックスにより作製する工程と、
前記振動板基体および前記基板基体を積層し焼結して前記流路基板を作製する工程と、
前記流路基板における前記振動板の少なくとも前記圧電素子側の表面に、酸素欠損相を形成する工程と、
を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記酸素欠損相を形成する工程の後に、前記振動板の前記圧電素子側の面を平坦化する工程を含むことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記振動板の表面に第２の振動板を形成する工程を含むことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路空部が形成された流路基板と、流路空部の一部を区画する振動板とがジルコニア等のセラミックスの一体焼結により形成された液体吐出ヘッド、及び、液体吐出装置、並びに液体吐出ヘッドの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出装置は液体吐出ヘッドを備え、この吐出ヘッドから各種の液体を吐出（噴射）する装置である。この液体吐出装置としては、例えば、インクジェット式プリンターやインクジェット式プロッター等の画像記録装置があるが、最近ではごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を生かして各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを吐出し、ディスプレイ製造装置用の色材吐出ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を吐出する。また、電極形成装置用の電極材吐出ヘッドでは液状の電極材料を吐出し、チップ製造装置用の生体有機物吐出ヘッドでは生体有機物の溶液を吐出する。
【０００３】
上記の液体吐出ヘッドは、ノズルに連通する圧力室等の流路が形成された流路基板、当該流路基板に積層され、圧力室に対応する部分が変位可能な振動板、当該振動板を変位させて圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧電素子等を備えている。この圧電素子としては、例えば、振動板側から順に、下電極と、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電体と、上電極とが、成膜技術によりそれぞれ積層形成されて構成される。そして、圧電体層において上下の電極層によって挟まれた部分が、両電極層への電圧の印加によって変形する能動部となる。この液体吐出ヘッドとしては、上記の流路基板および振動板をセラミックスにより一体的に形成されたものがある（例えば、特許文献１）。セラミックスとしては、靭性等の強度に優れたジルコニア（二酸化ジルコニウム：ＺｒＯ２）が好適に用いられている。具体的には、セラミックスのグリーンシートに対する型転写により流路を形成し、あるいはセラミックス粉末を分散媒に分散させたスラリーからキャスト成型により流路を形成した流路基板に、同じくセラミックスから作製された振動板を積層して一体焼結される。このような構成を採用した場合、ノズルの高密度化に応じて流路を高密度に容易かつコストを抑えつつ形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５０８４９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、液体吐出ヘッドの小型化およびノズル形成ピッチの高密度化が進んでいる。このような状況に対応するためには、上記の振動板をより薄くする必要がある。具体的には、数μｍ程度の厚さにする必要がある。このような薄い振動板を上記のセラミックスで作製した場合、このセラミックスの表面が粗いためクラックが生じやすく、このクラックや結晶粒の隙間等がインクの漏出経路となってインクの漏洩が生じる虞があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、振動板におけるクラックやこれに伴うインク等の液体の漏れを抑制することが可能な液体吐出ヘッド、及び、液体吐出装置、並びに液体吐出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】
【０００７】
本発明の液体吐出ヘッドは、上記目的を達成するために提案されたものであり、流路空部が形成された流路基板と、前記流路空部の開口に対応する部分が変位可能な振動板と、がセラミックスの焼結体により一体的に形成され、
前記振動板における撓み変形可能な領域上に、この領域を撓み変形させる圧電素子が形成され、
前記振動板は、少なくとも前記圧電素子側の表面に、酸素欠損相を有することを特徴とする。
【０００８】
上記構成において、前記振動板の前記圧電素子側の面に対し平坦化処理が施された構成を採用することが望ましい。
【０００９】
本発明によれば、振動板の少なくとも圧電素子側の表面に、酸素欠損相が設けられ、さらに平坦化されることにより、当該振動板の靱性が高められる。このため、振動板の内部におけるクラックの発生が抑制され、また、万が一クラックが発生したとしてもこのクラックや結晶粒の隙間等が液体の漏出経路となって液体が圧電素子側に漏出することが酸素欠損相により阻止される。
また、この上に形成される下電極や圧電体の結晶配向性が向上する。これにより、結晶粒界部の応力集中が抑制され、振動板や圧電体におけるクラックの発生がより確実に低減される。その結果、液体の漏出がより確実に抑制される。
さらに、結晶配向性が向上することで圧電体の耐電圧性や圧電体数等の特性も向上する。
【００１０】
上記構成において、前記振動板は、有機金属化合物の焼結によって形成された第２の振動板を前記圧電素子との間に有する構成を採用することが望ましい。
【００１１】
上記構成によれば、第２の振動板が振動板を補強するので、クラックの発生が一層抑制され、また、万が一振動板に液体の漏出経路が生じたとしても第２の振動板がこの経路を遮断するので、液体が圧電素子側に漏出することが一層確実に抑制される。
【００１２】
また、本発明の液体吐出装置は、上記構成の液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、振動板や圧電体層にクラック等が発生する不具合や液体が漏出する不具合を抑制することができるので、液体吐出ヘッド、及び、液体吐出装置、並びに液体吐出ヘッドの製造方法の信頼性が向上する。
【００１４】
そして、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、流路空部が形成された流路基板と、前記流路空部の開口に対応する部分が変位可能な振動板と、がセラミックスの焼結体により一体的に形成され、前記振動板における撓み変形可能な領域上に、この領域を撓み変形させる圧電素子が形成された液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記振動板となる振動板基体をセラミックスにより作製する工程と、
前記流路基板の本体となる基板基体をセラミックスにより作製する工程と、
前記振動板基体および前記基板基体を積層し焼結して前記流路基板を作製する工程と、
前記流路基板における前記振動板の少なくとも前記圧電素子側の表面に、酸素欠損相を形成する工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、前記酸素欠損相を形成する工程の後に、前記振動板の前記圧電素子側の面を平坦化する工程を含むことが望ましい。
さらに、前記振動板の表面に第２の振動板を形成する工程を含むことが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】プリンターの構成を説明する斜視図である。
【図２】記録ヘッドの構成を説明する図である。
【図３】記録ヘッドの要部断面図である。
【図４】圧電素子近傍の拡大断面図である。
【図５】流路基板の作製工程を説明する工程図である。
【図６】圧電素子の作製工程を説明する工程図である。
【図７】圧電体の結晶配向を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下の説明では、本発明に係る液体吐出装置として、液体吐出ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッド）を搭載したインクジェット式プリンター（以下、プリンター）を例に挙げる。
【００１８】
図１はプリンター１の構成を示す斜視図である。このプリンター１は、記録ヘッド２が取り付けられると共に、液体供給源の一種であるインクカートリッジ３が着脱可能に取り付けられるキャリッジ４、このキャリッジ４を記録用紙６（記録媒体および着弾対象の一種）の紙幅方向、即ち、主走査方向に往復移動させるキャリッジ移動機構７と、主走査方向に直交する副走査方向に記録用紙６を搬送する紙送り機構８等を備えている。キャリッジ４は、キャリッジ移動機構７によって主走査方向に移動するように構成されている。このプリンター１は、記録用紙６を順次搬送しつつ、キャリッジ４を往復移動させながら当該記録用紙６上に文字や画像等を記録する。なお、インクカートリッジ３がキャリッジ４ではなくプリンター１の本体側に配置され、このインクカートリッジ３内のインクがインク供給チューブを通じて記録ヘッド２側に供給される構成を採用することもできる。
【００１９】
図２は、本実施形態の記録ヘッド２の構成を示す図であり、（ａ）は記録ヘッド２の平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ′線断面図である。また、図３は、図２（ａ）におけるＢ−Ｂ′線断面図である。なお、図３ではノズル２つ分の構成を例示しているが、残りの他のノズルに対応する構成も同様である。また、図３では、保護基板２６の図示が省略されている。さらに図４は、図３における圧電素子１２の近傍の拡大図である。
本実施形態における記録ヘッド２は、流路基板１０、ノズルプレート１１、圧電素子１２、及び、保護基板２６等を積層して構成されている。
【００２０】
本実施形態における流路基板１０は、セラミックス、より具体的にはジルコニア（二酸化ジルコニウム：ＺｒＯ２）から成る部材である。この流路基板１０は、圧力室１５等の流路となる空部（本発明における流路空部に相当）が形成された基板本体１０ａと、この基板本体１０ａに積層された振動板１０ｂとからなり、後述するように焼成により一体化されている。この流路基板１０には、圧力室１５が、後述するノズルの形成間隔に対応する間隔で幅方向（ノズル列方向）に複数並設されている。圧力室１５は、圧力室並設方向に直交する方向に長尺な空部である。また、この圧力室１５の短尺方向における断面は、逆台形状を呈している。すなわち、この圧力室１５の幅（内法）は、ノズルプレート１１側から振動板１０ｂ側に向けて拡幅している。この圧力室１５は、後述するように基板本体１０ａの一方の面、すなわち、振動板１０ｂが積層される側の面から金型による塑性加工により基板本体１０ａの板厚方向の途中まで窪ませてなる空部である。そして、圧力室１５の長手方向（ノズル列方向に直交する方向）の一端側における底部には、当該底部を貫通する状態でノズル連通口１４が形成されている。
【００２１】
流路基板１０の圧力室１５の長手方向における他側（ノズル連通口１４側とは反対側）に外れた領域には、各圧力室１５に共通なリザーバー１６がノズル列方向に沿って形成されている。このリザーバー１６と各圧力室１５とは、圧力室１５毎に設けられたインク供給路１７を介して連通されている。このリザーバー１６は、インクの種類毎（色毎）に設けられ、複数の圧力室１５に共通のインクが貯留される。インク供給路１７は、圧力室１５よりも狭い幅で形成されており、リザーバー１６から圧力室１５に流入するインクに対して流路抵抗を付与する。振動板１０ｂは、基板本体１０ａに形成された圧力室１５となる空部の上部開口（すなわち、ノズルプレート１１側とは反対側の面の開口）を塞ぎ、当該圧力室１５の上部開口に対応する領域は作動面として変位可能に構成されている。この振動板１０ｂの詳細については後述する。
【００２２】
流路基板１０の下面（すなわち、振動板１０ｂ側とは反対側の面）には、各圧力室１５に対応して複数のノズル１８が列状に開設されたノズルプレート１１が接合される。ノズルプレート１１は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、又はステンレス鋼などからなる板材であり、インクが吐出されるノズル１８が複数列設されている。より具体的には、例えば３００〔ｄｐｉ〕（dot per inch）に対応するピッチ（ノズル開口の中心間距離）で、キャリッジ４の走査方向に交差する方向に沿って複数形成されている。これらの列設されたノズル１８によりノズル列が構成される。各ノズル１８は、圧力室１５の長手方向における一側においてノズル連通口１４を介して当該圧力室１５とそれぞれ連通する。
【００２３】
一方、流路基板１０の上面、すなわち、振動板１０ｂ上には、当該振動板１０ｂ側から順に下電極１９と、圧電体２０と、上電極２１とが形成され、これらが積層状態で圧電素子１２（アクチュエーターの一種）が構成されている。上電極２１及び下電極１９としては、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）等の各種金属や、これらの合金等が用いられる。また、圧電体２０としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電性材料や、これにニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等が用いられる。その他、チタン酸バリウムなどの非鉛材料も用いることが可能である。そして、上下の電極１９，２１への駆動電圧の印加により圧電体２０の圧電歪みが生じる部分が圧電体能動部である。また、このような各圧電素子１２の上電極２１には、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極２２がそれぞれ接続されている。このリード電極２２には、プリンター本体側からの図示しない配線部材の端子が電気的に接続される。
【００２４】
流路基板１０上の圧電素子１２側の面には、圧電素子１２に対向する領域にその変位を阻害しない程度の大きさの空間となる収容空部２５を有する保護基板２６が接合されている。さらに、保護基板２６には、流路基板１０のリザーバー１６に対応する領域に連通路２７が設けられている。この連通路２７は、圧力室１５の並設方向に沿って長尺な矩形の開口形状を有する貫通穴として保護基板２６に形成されており、上述したように流路基板１０のリザーバー１６と連通される。また、保護基板２６の収容空部２５と連通路２７との間の領域には、保護基板２６を厚さ方向に貫通する貫通口２８が設けられ、この貫通口２８内にリード電極２２の端部が露出されている。
【００２５】
上記構成の記録ヘッド２では、インクカートリッジ３から連通路２７等を通じてインクがリザーバー１６に取り込まれ、リザーバー１６から圧力室１５を介してノズル１８に至る流路がインクで満たされる。そして、プリンター本体側からの駆動信号の供給により、圧力室１５に対応するそれぞれの下電極１９と上電極２１との間に両電極の電位差に応じた電界が付与され、圧電素子１２および振動板１０ｂの作動面が撓み変形することにより、圧力室１５内のインクに圧力変動が生じる。この圧力変動を制御することで、ノズル１８からインクを吐出させたり、或いは、インクが吐出されない程度にノズル１８におけるメニスカスを微振動させたりすることができる。
【００２６】
次に、上記流路基板１０について説明する。上述したように、本実施形態における流路基板１０は、ジルコニウム（より詳しくはイットリア安定化ジルコニウム）により基板本体１０ａと振動板１０ｂとが一体焼結されてなる。そして、振動板１０ｂにおける少なくとも圧電素子１２側の表面に酸素欠損相３０が設けられており、さらに、この振動板１０ｂは、圧電素子１２との間に第２の振動板３１が設けられている点に特徴を有している。酸素欠損相３０は、振動板１０ｂの表面に対して還元処理が施されることによりジルコニウムの酸素が奪われてなるＺｒＯを主体とする部分である。また、第２の振動板３１は、有機金属を主体とする層であり、振動板１０ｂを補強するためのものである。
【００２７】
図５は、流路基板１０の作製工程を説明する工程図である。また、図６は、流路基板１０上に圧電素子１２を作製する工程を説明する工程図である。まず、図５（ａ）に示すように、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）に対し、添加剤として酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）をモル比で３〜８〔％〕、および酸化シリコン（ＳｉＯ２）をモル比で１〜３〔％〕で添加した粉体をバインダー等に分散したペーストをシート状にした振動板１０ｂの基体（以下、振動板基体１０ｂ′）が作製される（振動板基体作製工程）。上記の粉体の粒径は、５０〔ｎｍ〕〜２〔μｍ〕程度である。また、図５（ｂ）に示すように、これと同じ粉体により形成された板材に対し、金型を用いた塑性加工により圧力室１５、ノズル連通口１４、インク供給路１７、およびリザーバー１６等の流路となる空部の形状が転写されて、基板本体１０ａとなる基板基体１０ａ′が作製される（基板基体作製工程）。
【００２８】
次に、図５（ｃ）に示すように、振動板基体１０ｂ′と基板基体１０ａ′が積層され、脱脂された後、１３００〜１４００〔℃〕で焼成される。これにより、振動板基体１０ｂ′と基板基体１０ａ′が一体化され（図５（ｄ）参照）、主として正方晶からなる焼結体（イットリア安定化ジルコニウム）から構成される流路基板１０が形成される（焼結（焼成）工程）。このように、酸化イットリウム等を添加することで、低温下や経時による結晶の相転移が抑制された焼結体が得られる。焼結後、さらに、水素等の還元雰囲気中で熱処理されることで、少なくとも振動板表面にＺｒＯ主体の酸素欠損相３０が形成される（酸素欠損相形成工程：図４参照）。焼結されたジルコニウムは比較的硬くて脆い結晶構造を備えるが、意図的に不安定な酸素欠損相３０を振動板表面に設けることにより、この部分にある程度の塑性（特に、展性、可鍛性）が付与される。これにより、後述する平坦化工程において振動板の表面が平坦化され安定化されることで靭化する、すなわち、靭性が高められる。なお、酸素欠損相３０は、減圧中でのプラズマ処理あるいはイオン照射等により形成することもできる。また、傾斜Ｘ線回折、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）、ラマン分光、ＦＴ−ＩＲ分析等により、焼結体の酸素結合状態や酸素欠損相３０の深さの管理が行われる。
【００２９】
本実施形態においては、図５（ｅ）に示すように、振動板１０ｂの上にさらに第２の振動板３１が形成される（第２の振動板形成工程）。より具体的には、スピンコートによりＺｒアルコキシド、酢酸Ｚｒ等の有機金属を溶媒に分散した液体が振動板１０ｂの上に塗布され、脱脂後に焼成されることで第２の振動板３１が形成される。なお、第２の振動板３１の形成後に、この第２の振動板３１に酸素欠損相３０を形成しても良い。次に、振動板１０ｂの表面が平坦化される（平坦化工程）。平坦化は、例えば、第２の振動板３１の表面側から基板本体１０ａ側に向けて一定の圧力を表面全体に均一に付与することで行われる。なお、一体の圧力を付与しつつラッピング処理することにより平坦化してもよい。上述したように、振動板１０ｂには酸素欠損相３０が設けられており、平坦化工程において圧力が付与されることで酸素欠損相３０における結晶粒間の空隙がつぶされて結晶粒が凝集し、当該部分の靭性が高められる。つまり、鍛造のような形で酸素欠損相３０の強度が高められるともいえる。
【００３０】
以上の工程を経て、流路基板１０が作製される。次に、図６（ａ）に示すように、振動板１０ｂ上（詳しくは、第２の振動板３１の表面上）にスパッタ法により白金（Ｐｔ）よりなる金属層１９′が形成される。なお、スパッタ法を採用したのは金属層１９′の結晶を所定の結晶方位に配向させ易い為である。但し、結晶配向が可能であれば他の手法でも良い。ここで、振動板１０ｂの表面（第２の振動板３１および酸素欠損相３０）が平坦化されているので、金属層１９′の配向度をより向上させる事ができる。次に、図６（ｂ）に示すように、金属層１９′がフォトリソグラフィ法によりパターニングされて、下電極１９が形成される。次に、金属アルコキシド、金属酢酸塩等を溶媒に分散したＰＺＴ液体が、下電極１９が形成された振動板１０ｂ上にスピンコートにより塗布され、１００〜３００〔℃〕で脱脂された後、６００〜７００〔℃〕で焼成され、図６（ｃ）に示すように、菱面体晶側で（１００）配向の圧電体前駆体層２０′が形成される。この圧電体前駆体層２０′の膜厚は１〜３〔μｍ〕である。この膜厚に調整される為、ＰＺＴ液体の塗布と脱脂とが複数回繰り返される。また、焼成は一括して行うこともできるが、好ましくは層毎に分けて行われる。なお、圧電体前駆体層２０′の形成はスパッタ法を用いることもできる。続いて、図６（ｄ）に示すように、金属層１９′と同様にして、Ｐｔ薄膜よりなる金属層２１′が形成される。その後、フォトリソグラフィ法によりパターニング等が行われて、図３に示すように、流路基板１０上に圧電素子１２が形成される。
【００３１】
ここで、図７は、圧電体の結晶配向を説明する模式図であり、（ａ）は本発明に係る構成、（ｂ）は従来の構成をそれぞれ示している。なお、第２の振動板３１の図示は省略している。
従来の構成では、図７（ｂ）に示すように、酸素欠損相３０は設けられておらず、また平坦化も施されていなかったため、振動板３３の表面には、焼結体の結晶粒により凹凸が生じていた。また、この上に形成される下電極３４も振動板３３の表面の形状に倣って平坦にならず凹凸が生じる。その結果、下電極３４の上に形成される圧電体３５の結晶の成長方位がばらついてしまう。これにより、結晶粒界で応力が発生し、クラックが生じる虞があり、また、圧電素子の特性の低下（例えば、耐電圧性の低下、圧電定数の低下等）を招いていた。特に、振動板３３の結晶粒の境界粒界部等で鋭利な部分（図７（ｂ）において破線の円で囲った部分）が生じ、ここに応力が集中して切欠き効果により振動板３３や圧電体３５にクラックが生じる虞があり、このクラックがインクの漏出経路（インクパス）となってインクの漏出が生じる可能性があった。
【００３２】
これに対し、図７（ａ）に示すように、本発明に係る記録ヘッド２における振動板１０ｂは、酸素欠損相３０の平坦化により靱性が高められる。このため、振動板１０ｂの内部におけるクラックの発生が抑制され、また、万が一クラックが発生したとしてもこのクラックや結晶粒の隙間等がインクパスとなってインクが圧電素子側に漏出することが酸素欠損相３０により阻止される。また、酸素欠損相３０が平坦化されることにより、下電極１９の結晶配向性と結晶性が向上し、その後に形成される圧電体２０（圧電体前駆体層２０′）の結晶配向性が向上する。すなわち、圧電体２０の結晶は（１００）優先配向で柱状の結晶となる。結晶配向度は好ましくは７０〔％〕以上でより好ましくは９０〔％〕以上である。７０〔％〕を超えると、圧電素子１２として駆動した際の変位量が高くなり、９０〔％〕を超えると変位量の向上と共に歩留まりや信頼性が顕著に向上する。また配向度が高いと上記の粒界部の応力集中が抑制され、これにより、振動板３３や圧電体３５におけるクラックの発生がより確実に低減される。その結果、インクの漏出がより確実に抑制される。さらに、結晶配向性が向上することで圧電体２０の耐電圧性や圧電体数等の特性も向上する。
【００３３】
さらに、本実施形態における振動板１０ｂには、第２の振動板３１が設けられ、この第２の振動板３１が振動板１０ｂを補強するので、クラックの発生が一層抑制され、また、万が一振動板１０ｂにインクパスが生じたとしてもインクパスが遮断され、インクが圧電素子１２側に漏出することが一層確実に防止される。
そして、振動板１０ｂや圧電体層２０にクラック等が発生する不具合やインクが漏出する不具合が抑制されるので、記録ヘッド２及びプリンター１の信頼性が向上する。
【００３４】
なお、上記実施形態においては、振動板１０ｂが圧電素子１２との間に第２の振動板３１を有する構成を例示したが、これには限られず、少なくとも振動板１０ｂの表面（圧電素子１２側の面）に酸素欠損相３０が設けられ、これが平坦化されていれば、本願発明の課題を解決することができる。その上で、第２の振動板３１を設ければ、より効果的である。
【００３５】
また、流路基板１０の主たる部分を構成するセラミックスとしては、ジルコニア（二酸化ジルコニウム）に限らず、例えば、アルミナ（酸化アルミニウム：Ａｌ２Ｏ３）またはこれらの複合材を採用することもできる。
【００３６】
さらに、圧電素子１２の構成や流路基板１０に形成された流路（圧力室１５等）の構成は、上記実施形態で例示したものには限られず、種々の構成のものを採用することができる。要するに、流路となる空部が形成された流路基板と、流路空部の開口に対応する部分が変位可能な振動板とがセラミックスの焼結体により一体的に形成され、振動板における撓み変形可能な領域上に、この領域を撓み変形させる圧電素子が形成されたものであれば、本発明を適用することが可能である。
【００３７】
そして、上記実施形態では、インクジェットプリンターに搭載されるインクジェット式記録ヘッドを例示したが、インク以外の液体を吐出するものにも適用することができる。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吐出ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）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吐出ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物吐出ヘッド等にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１…プリンター，２…記録ヘッド，１０…流路基板，１０ａ…基板本体，１０ｂ…振動板，１２…圧電素子，１５…圧力室，１６…リザーバー，１７…インク供給路，１８…ノズル，１９…下電極，２０…圧電体，２１…上電極，３０…酸素欠損相，３１…第２の振動板
【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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