(57)【要約】      （修正有）【課題】変位の向上を図ることができ、圧電体層と上電極との剥離を防止できる新規な圧電素子を提供する。【解決手段】流路形成基板１０上に形成される第１電極６０と、第１電極６０上に形成され、ＡＢＯ３型ペロブスカイト構造の複合酸化物からなる圧電体層７０と、圧電体層７０上に形成される第２電極８０と、を具備する圧電素子３００である。第２電極８０は、圧電体層７０上の第１層８１と、第１層８１上の第２層８２と、を有する。第２層８２は、第１層８１よりも圧電体層７０に対する圧縮応力が大きく、第１層８１と第２層８２とは、同一材料から構成されており、第１層８１は、第２層８２よりも結晶性が良い。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成される第１電極と、前記第１電極上に形成され、ＡＢＯ３型ペロブスカイト構造の複合酸化物からなる圧電体層と、前記圧電体層上に形成される第２電極と、を具備する圧電素子であって、
前記第２電極は、前記圧電体層上の第１層と、前記第１層上の第２層と、を有し、
前記第２層は、前記第１層よりも前記圧電体層に対する圧縮応力が大きく、
前記第１層と前記第２層とは、同一材料から構成されており、
前記第１層は、前記第２層よりも結晶性が良いこと
を特徴とする圧電素子。
【請求項２】
前記第１層は、前記第２層よりもシート抵抗値が小さいこと
を特徴とする請求項１に記載の圧電素子。
【請求項３】
前記第２層は、前記第１層よりもアルゴン（Ａｒ）を多く含むこと
を特徴とする請求項１又は２に記載の圧電素子。
【請求項４】
基板温度が１５０〜３５０℃であり、所定のスパッタパワーが所定の第１密度（Ｗ１）である第１条件で前記第１層を形成し、
基板温度が室温〜１５０℃であり、スパッタパワーが所定の第２パワー密度（Ｗ２；Ｗ２≧Ｗ１）である第２条件で前記第２層を形成したこと
を特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の圧電素子。
【請求項５】
基板上に形成される第１電極と、前記第１電極上に形成され、ＡＢＯ３型ペロブスカイト構造の複合酸化物からなる圧電体層と、前記圧電体層上に形成される第２電極と、を具備する圧電素子の製造方法であって、
前記圧電体層上の第１層が、該第１層上の第２層よりも結晶性が良く、
前記第１層よりも前記圧電体層に対する圧縮応力が大きい第２層と該第１層とを同一材料から構成し、前記第２電極を形成すること
を特徴とする圧電素子の製造方法。
【請求項６】
基板温度を１５０〜３５０℃とし、スパッタパワーを所定の第１パワー密度（Ｗ１）とする第１条件で前記第１層を形成し、
基板温度を室温〜１５０℃とし、スパッタパワーを所定の第２パワー密度（Ｗ２；Ｗ２≧Ｗ１）とする第２条件で前記第２層を形成すること
を特徴とする請求項５に記載の圧電素子の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜４の何れか一項に記載の圧電素子を具備することを特徴とする圧電素子応用デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子及びその製造方法並びに圧電素子応用デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子は、一般に、電気機械変換特性を有する圧電体層と、圧電体層を挟持する２つの電極と、を有している。このような圧電素子を駆動源として用いたデバイス（圧電素子応用デバイス）の開発が、近年、盛んに行われている。圧電素子応用デバイスの一つとして、インクジェット式記録ヘッドに代表される液体噴射ヘッドがある。
【０００３】
例えば、変位量を向上させるとともに、圧電体層と上電極との剥離を抑制することを目的とした液体噴射ヘッドが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１には、圧電体層に接する第１上電極上に、該第１上電極よりも圧縮応力が小さい第２上電極を設け、これによって上電極全体の内部応力を緩和することで変位量の向上を図る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−７６３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、第１上電極の圧縮応力が大きいため、第１上電極と圧電体層間の応力差が大きくなりやすく、第１上電極の剥離が生じやすい可能性がある。また、近年、液体噴射ヘッドには、一層の高密度化及び高性能化とともに、構成の多様化も要求されている。このような状況下、上記の第２上電極の方が大きい圧縮応力を有する場合であっても、変位量の向上を図ることができ、かつ圧電体層と上電極との剥離をも抑制できる技術が待たれていた。かかる背景は、インクジェット式記録ヘッドに用いられる圧電素子だけでなく、インク以外の液滴を噴射させる他の液体噴射ヘッドに用いられる圧電素子や、液体噴射ヘッド以外の圧電素子応用デバイスに用いられる圧電素子にも同様に存在する。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、変位の向上を図ることができ、圧電体層と上電極との剥離を防止できる新規な圧電素子及びその製造方法並びに圧電素子応用デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の態様は、基板上に形成される第１電極と、前記第１電極上に形成され、ＡＢＯ３型ペロブスカイト構造の複合酸化物からなる圧電体層と、前記圧電体層上に形成される第２電極と、を具備する圧電素子であって、前記第２電極は、前記圧電体層上の第１層と、前記第１層上の第２層と、を有し、前記第２層は、前記第１層よりも前記圧電体層に対する圧縮応力が大きく、前記第１層と前記第２層とは、同一材料から構成されており、前記第１層は、前記第２層よりも結晶性が良いことを特徴とする圧電素子にある。
かかる態様によれば、第２層の圧縮応力が大きい分、圧電体層を下方に変位させる力を低減できる。従って、圧電素子の変位の向上を図ることができる。そして、第１層の結晶性が良い分、膜質が良好な第１層となるため、圧電体層と良好な界面を形成できる。従って、圧電体層と上電極との剥離を防止できる。加えて、第１層と第２層とが同一材料から構成されているので、第１層と第２層とが異なる材料から構成されていることに起因する悪影響も抑制できる。よって、本態様によれば、変位の向上を図ることができ、圧電体層と上電極との剥離を抑制できる新規な圧電素子を提供できる。
【０００８】
ここで、前記第１層は、前記第２層よりもシート抵抗値が小さいことが好ましい。これによれば、導電性に優れ、膜質が更に良好な第１層となる。このため、圧電体層と良好な界面を形成しやすくなり、圧電体層と上電極との剥離を更に抑制できる。それでいて、圧縮応力の大きな第２層によって、圧電素子の変位を十分に確保できる。よって、変位の向上を図ることができ、圧電体層と上電極との剥離を更に抑制できる。
【０００９】
また、前記第２層は、前記第１層よりもアルゴン（Ａｒ）を多く含むことが好ましい。これによれば、第２層のヤング率を低下させることができ、ひいては圧電素子３００全体の剛性を低下させることができる。従って、圧電素子の変位の向上を更に図ることができる。ここでのＡｒは、例えば、第２電極をスパッタリング法で形成したときの不活性ガス（Ａｒガス）に由来する。従って、後述のように、不活性ガスとしてＡｒガスを用い、第２電極をスパッタリング法で形成することで、第２層にアルゴン（Ａｒ）を多く含ませるのが容易になる。
【００１０】
また、基板温度が１５０〜３５０℃であり、所定のスパッタパワーが所定の第１密度（Ｗ１）である第１条件で前記第１層を形成し、基板温度が室温〜１５０℃であり、スパッタパワーが所定の第２パワー密度（Ｗ２；Ｗ２≧Ｗ１）である第２条件で前記第２層を形成したことが好ましい。第１条件のような高温条件で成膜することで、膜質が良好な第１層を得やすくなる。そして、第２条件のような低温条件で成膜することで、圧縮応力が大きい第２層を得やすくなる。しかも、不活性ガスとしてＡｒガスを用い、第２パワー密度（Ｗ２）を第１パワー密度（Ｗ１）よりも大きくしてスパッターすれば、第１層よりもＡｒを多く含む第２層を得やすくなる。以上より、上記の態様によれば、変位の向上を図ることができ、圧電体層と上電極との剥離を更に抑制できる圧電素子を容易に得ることができる。
【００１１】
上記課題を解決する本発明の他の態様は、基板上に形成される第１電極と、前記第１電極上に形成され、ＡＢＯ３型ペロブスカイト構造の複合酸化物からなる圧電体層と、前記圧電体層上に形成される第２電極と、を具備する圧電素子の製造方法であって、前記圧電体層上の第１層が、該第１層上の第２層よりも結晶性が良く、前記第１層よりも前記圧電体層に対する圧縮応力が大きい第２層と該第１層とを同一材料から構成し、前記第２電極を形成することを特徴とする圧電素子の製造方法にある。
かかる態様によれば、変位の向上を図ることができ、圧電体層と上電極との剥離を抑制できる新規な圧電素子の製造方法を提供できる。
【００１２】
ここで、基板温度を１５０〜３５０℃とし、スパッタパワーを所定の第１パワー密度（Ｗ１）とする第１条件で前記第１層を形成し、基板温度を室温〜１５０℃とし、スパッタパワーを所定の第２パワー密度（Ｗ２；Ｗ２≧Ｗ１）とする第２条件で前記第２層を形成することが好ましい。第１条件のような高温条件で成膜することで、膜質が良好な第１層を得やすくなる。そして、第２条件のような低温条件で成膜することで、圧縮応力が大きい第２層を得やすくなる。しかも、不活性ガスとしてＡｒガスを用い、第２パワー密度（Ｗ２）を第１パワー密度（Ｗ１）よりも大きくしてスパッターすれば、第１層よりもアルゴン（Ａｒ）を多く含む第２層を得やすくなる。以上より、上記の態様によれば、変位の向上を図ることができ、圧電体層と上電極との剥離を更に抑制できる圧電素子を容易に製造できる。
【００１３】
上記課題を解決する本発明の更に他の態様は、上記の何れか一つに記載の圧電素子を具備することを特徴とする圧電素子応用デバイスにある。かかる態様によれば、変位の向上を図ることができ、圧電体層と上電極との剥離を抑制できる新規な圧電素子を具備した圧電素子応用デバイスとなる。よって、各種特性に優れた圧電素子応用デバイスを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】記録装置の概略構成を示す図。
【図２】記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図。
【図３】記録ヘッドの概略構成の平面図及び断面図。
【図４】圧電素子の概略構成の断面図。
【図５】記録ヘッドの製造例を説明する図。
【図６】記録ヘッドの製造例を説明する図。
【図７】試験例１〜２（結晶性及び圧縮応力の評価）の結果を説明する図。
【図８】試験例３（圧電素子の変位の測定）の結果を説明する図。
【図９】試験例４（第２電極中のＡｒ量の評価）の結果を説明する図。
【図１０】試験例６（シート抵抗値の評価）の結果を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明は、本発明の一態様を示すものであって、本発明の範囲内で任意に変更可能である。各図において同じ符号を付したものは、同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。
【００１６】
図１は、インクジェット式記録装置（記録装置）の概略構成を示している。
インクジェット式記録装置Ｉにおいて、インクジェット式記録ヘッドユニット（ヘッドユニットＩＩ）が、カートリッジ２Ａ及び２Ｂに着脱可能に設けられている。カートリッジ２Ａ及び２Ｂは、インク供給手段を構成している。ヘッドユニットＩＩは、複数のインクジェット式記録ヘッド（記録ヘッド）を有しており、キャリッジ３に搭載されている。キャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に、軸方向移動自在に設けられている。これらのヘッドユニットＩＩやキャリッジ３は、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出可能に構成されている。
【００１７】
駆動モーター６の駆動力は、図示しない複数の歯車及びタイミングベルト７を介し、キャリッジ３に伝達される。これにより、キャリッジ３が、キャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４には、搬送手段としての搬送ローラー８が設けられている。搬送ローラー８により、紙等の記録媒体である記録シートＳが搬送される。尚、搬送手段は、搬送ローラーに限られず、ベルトやドラム等であってもよい。
【００１８】
上記のインクジェット式記録ヘッドには、駆動源（アクチュエーター）として、本実施形態に係る圧電素子が用いられている。このため、以下に詳述するように、インクジェット式記録ヘッド１やインクジェット式記録装置Ｉにおいて、噴射特性の向上を図ることができる上、圧電素子の破壊に起因した劣化も抑制できる。
【００１９】
図２は、インクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。図３（ａ）は、インクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す平面図（圧電素子側から流路形成基板を見た平面図）であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ′線に準ずる断面図である。
【００２０】
流路形成基板１０には、複数の隔壁１１が形成されている。隔壁１１によって、複数の圧力発生室１２が区画されている。すなわち、流路形成基板１０には、所定方向（同じ色のインクを吐出するノズル開口２１が並設される方向）に沿って圧力発生室１２が並設されている。以降、この所定方向を「圧力発生室１２の並設方向」又は「第１の方向Ｘ」と称し、第１の方向Ｘと直交する方向を「第２の方向Ｙ」と称する。「第１の方向Ｘ」及び「第２の方向Ｙ」は、圧電素子の厚さ方向とも直交している。このような流路形成基板１０としては、例えば、シリコン単結晶基板を用いることができる。
【００２１】
流路形成基板１０のうち、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの一端部側には、インク供給路１３と連通路１４とが形成されている。インク供給路１３は、圧力発生室１２の片側を第１の方向Ｘから絞ることで開口面積が小さく構成されている。また、連通路１４は、第１の方向Ｘにおいて圧力発生室１２と略同じ幅を有している。連通路１４の外側（第２の方向Ｙの圧力発生室１２とは反対側）には、連通部１５が形成されている。連通部１５は、マニホールド１００の一部を構成する。マニホールド１００は、各圧力発生室１２の共通のインク室となる。このように、流路形成基板１０には、圧力発生室１２、インク供給路１３、連通路１４及び連通部１５からなる液体流路が形成されている。
【００２２】
流路形成基板１０の一方面側には、例えばＳＵＳ製のノズルプレート２０が接合されている。ノズルプレート２０には、第１の方向Ｘに沿ってノズル開口２１が並設されている。ノズル開口２１は、各圧力発生室１２に連通している。ノズルプレート２０は、接着剤や熱溶着フィルム等によって流路形成基板１０に接合することができる。
【００２３】
流路形成基板１０の他方面側（上記の一方面側に対向する面側）には、振動板５０が形成されている。振動板５０は、例えば、流路形成基板１０上に形成された弾性膜５１と、弾性膜５１上に形成された絶縁体膜５２と、により構成されている。弾性膜５１は、例えば二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなり、絶縁体膜５２は、例えば酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）からなる。ただし、弾性膜５１は、流路形成基板１０とは別部材でなくてもよい。流路形成基板１０の一部を薄く加工し、これを弾性膜として使用してもよい。
【００２４】
絶縁体膜５２上には、密着層５６を介して、第１電極６０と、圧電体層７０と、第２電極８０と、を含む圧電素子３００が形成されている。密着層５６は、例えば、ジルコニウム（Ｚｒ）やチタン（Ｔｉ）からなり、圧電体層７０と振動板５０との密着性を向上させる機能を有する。ただし、密着層５６は省略可能である。
【００２５】
本実施形態では、電気機械変換特性を有する圧電体層７０の変位によって、振動板５０及び第１電極６０が変位する。すなわち、本実施形態では、振動板５０及び第１電極６０が、実質的に振動板としての機能を有している。ただし、弾性膜５１及び絶縁体膜５２の何れか一方、又は両方を設けずに、第１電極６０のみが振動板として機能するようにしてもよい。流路形成基板１０上に第１電極６０を直接設ける場合には、第１電極６０及びインクが導通しないように、第１電極６０を絶縁性の保護膜等で保護することが好ましい。
【００２６】
第１電極６０は、圧力発生室１２毎に切り分けられている、つまり、第１電極６０は、圧力発生室１２毎に独立する個別電極として構成されている。第１電極６０は、第１の方向Ｘにおいて、圧力発生室１２の幅よりも狭い幅で形成されている。また、第１電極６０は、第２の方向Ｙにおいて、圧力発生室１２よりも広い幅で形成されている。すなわち、第２の方向Ｙにおいて、第１電極６０の両端部は、圧力発生室１２に対向する領域より外側まで形成されている。第２の方向Ｙにおいて、第１電極６０の一端部側（連通路１４とは反対側）には、リード電極９０が接続されている。
【００２７】
圧電体層７０は、第１の方向Ｘに亘って、複数の個別電極（第１電極６０）上に設けられている。また、圧電体層７０は、第２の方向Ｙにおいて、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの長さよりも広い幅で形成されている。圧電体層７０のインク供給路１３側の端部（図３（ｂ）の右側端部）は、第２の方向Ｙにおいて、第１電極６０の端部よりも外側まで形成されている。つまり、第２の方向Ｙにおいて、第１電極６０の一端部側は、圧電体層７０によって覆われている。一方、圧電体層７０の他端部（図３（ｂ）の左側端部）は、第２の方向Ｙにおいて、第１電極６０の端部よりも内側にある。つまり、第２の方向Ｙにおいて、第１電極６０の他端部側は、圧電体層７０によって覆われていない。
【００２８】
第２電極８０は、第１の方向Ｘに亘って、圧電体層７０、第１電極６０及び振動板５０上に連続して設けられている。つまり、第２電極８０は、複数の圧電体層７０に共通する共通電極として構成されている。このような圧電体層７０及び第２電極８０により、凹部７１が形成されている。凹部７１は、第１電極６０の間、すなわち、隔壁１１に対向する領域にある。第１の方向Ｘにおいて、凹部７１の幅は、隔壁１１の幅と略同一、又はそれよりも広い。これにより、振動板５０の圧力発生室１２の第２の方向Ｙにおける端部に対向する部分（いわゆる振動板５０の腕部）の剛性が抑えられるため、圧電素子３００を良好に変位させることができる。尚、これらの態様はあくまで一例であり、かかる態様に本発明は限定されない。
【００２９】
このような圧電素子３００では、一般的に、何れか一方の電極が共通電極として構成され、他方の電極が個別電極として構成される。上記のように、本実施形態では、第１電極６０が個別電極として構成され、第２電極８０が共通電極として構成されている。ただし、駆動回路や配線の都合で、第１電極を共通電極として構成し、第２電極を個別電極として構成しても支障はない。
【００３０】
圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、保護基板３０が接着剤３５により接合されている。保護基板３０は、マニホールド部３２を有している。マニホールド部３２により、マニホールド１００の少なくとも一部が構成されている。マニホールド部３２は、保護基板３０を厚さ方向に貫通しており、更に圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されている。そして、マニホールド部３２は、上記のように、流路形成基板１０の連通部１５と連通している。これらの構成により、各圧力発生室１２の共通のインク室となるマニホールド１００が構成されている。
【００３１】
保護基板３０には、圧電素子３００を含む領域に、圧電素子保持部３１が形成されている。圧電素子保持部３１は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有している。この空間は、密封されていても密封されていなくてもよい。保護基板３０には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられている。貫通孔３３内には、リード電極９０の端部が露出している。
【００３２】
保護基板３０上には、信号処理部として機能する駆動回路１２０が固定されている。駆動回路１２０は、例えば回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）を用いることができる。駆動回路１２０及びリード電極９０は、接続配線１２１を介して電気的に接続されている。駆動回路１２０は、プリンターコントローラー２００に電気的に接続可能である。
【００３３】
保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２からなるコンプライアンス基板４０が接合されている。固定板４２のマニホールド１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっている。従って、マニホールド１００の一方面は、可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
【００３４】
圧電素子３００について、図４（ａ）〜（ｂ）を用いてより詳細に説明する。図４（ａ）は、図３（ｂ）の圧電素子をＢ−Ｂ′線に沿って切断したときの、圧電素子近傍の拡大断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の圧電素子が圧力発生室１２側に変位したときの様子を示す図である。
【００３５】
圧電素子３００は、第１電極６０と圧電体層７０と第２電極８０とを含む。第１電極６０と第２電極８０は、導電性を有する材料によって構成することができる。例えば、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、その他の貴金属等が使用可能である。
【００３６】
圧電体層７０は、厚さが約３．０μｍ以下、好ましくは厚さが約０．５〜１．５μｍの薄膜状の圧電材料からなる。圧電体層７０は、一般式ＡＢＯ３で示されるペロブスカイト構造の複合酸化物からなる圧電材料を用いて構成されている。一般式ＡＢＯ３で示されるペロブスカイト構造の複合酸化物は、Ａサイトには酸素が１２配位しており、Ｂサイトには酸素が６配位して８面体（オクタヘドロン）をつくっている。
【００３７】
本実施形態において、圧電材料として使用可能な複合酸化物としては、例えば、下記式（１）で表されるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）がある。
Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３            ・・・  （１）
【００３８】
ＰＺＴでは、Ａサイトに鉛（Ｐｂ）が位置し、Ｂサイトにジルコニウム（Ｚｒ）及びチタン（Ｔｉ）が位置している。ＰＺＴは、圧電特性が比較的高いため、圧電体層７０の変位の向上を図るのに有利である。
【００３９】
また、圧電材料として使用可能な複合酸化物としては、例えば、下記式（２）〜（４）で表される化合物がある。
（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３              ・・・  （２）
ＢｉＦｅＯ３                      ・・・  （３）
（Ｂｉ，Ｂａ）（Ｆｅ，Ｔｉ）Ｏ３  ・・・  （４）
【００４０】
式（２）で表される複合酸化物（いわゆるＫＮＮ系の複合酸化物）では、Ａサイトにカリウム（Ｋ）及びナトリウム（Ｎａ）が位置し、Ｂサイトにニオブ（Ｎｂ）が位置している。式（３）で表される複合酸化物（いわゆるＢＦＯ系の複合酸化物）では、Ａサイトにビスマス（Ｂｉ）が位置し、Ｂサイトに鉄（Ｆｅ）が位置している。式（４）で表される複合酸化物（いわゆるＢＦ−ＢＴ系の複合酸化物）では、Ａサイトにビスマス（Ｂｉ）及びバリウム（Ｂａ）が位置し、Ｂサイトに鉄（Ｆｅ）及びチタン（Ｔｉ）が位置している。
【００４１】
式（２）〜（４）で表される複合酸化物からなる圧電体層７０は、Ｐｂの含有量を抑えた材料、又はＰｂを使用しない材料（いわゆる非鉛系圧電材料）である。このため、主としてＰｂを含む圧電体層７０に比べ、環境負荷を低減できる。
【００４２】
ただし、本実施形態において使用可能な圧電材料は、本発明の範囲で限定されない。式（１）〜（４）で表される複合酸化物において、ＡサイトやＢサイトに、他の元素が含まれていても良い。Ａサイトに含まれ得る元素としては、上記のＰｂ、Ｋ、Ｎａ、Ｂｉ及びＢａのほか、ランタン（Ｌａ）、サマリウム（Ｓｍ）及びセリウム（Ｃｅ）等が挙げられる。Ｂサイトに含まれ得る元素としては、上記のＺｒ、Ｔｉ、Ｎｂ及びＦｅのほか、マンガン（Ｍｎ）、アルミニウム（Ａｌ）及びコバルト（Ｃｏ）等が挙げられる。すなわち、本発明の範囲であれば、圧電体層７０には、式（１）〜（４）で表される複合酸化物以外のペロブスカイト材料が含まれていてよい。
【００４３】
圧電材料には、元素の一部欠損した組成を有する材料、元素の一部が過剰である組成を有する材料、及び元素の一部が他の元素に置換された組成を有する材料も含まれる。圧電体層７０の基本的な特性が変わらない限り、欠損・過剰により化学量論の組成からずれた材料や、元素の一部が他の元素に置換された材料も、本実施形態の圧電材料に含まれる。
【００４４】
第２電極８０は、このような圧電体層７０上に設けられている。第２電極８０は、圧電体層７０上の第１層８１と、第１層８１上の第２層８２と、を有している。
【００４５】
第１層８１は、上記のように、第２電極８０を構成する他の電極（第２層８２）に比べ、圧電体層７０の上面に近い位置にある。特に、第１層８１は、圧電体層７０の上面に接している。このため、圧電体層７０と第２電極８０との剥離を抑制する観点からは、圧電体層７０の上面に近い位置にある第１層８１には、膜質が良好であることが求められる。
【００４６】
また、第２層８２は、上記のように、第２電極８０を構成する他の電極（第１層８１）に比べ、圧電体層７０を覆う位置（外側の位置）にある。特に、第２層８２は、第１層８１のみならず、圧電体層７０の側面にも重なっている。このため、圧電体層７０を覆う位置にある第２層８２の特性向上が、圧電素子３００の変位向上に寄与しやすい。
【００４７】
そこで、第２層８２は、第１層８１よりも圧電体層７０に対する圧縮応力が大きい。これによれば、第２層８２の圧縮応力が大きい分、圧電体層７０を下方に変位させる力を低減させることができる（図４（ｂ）参照）。従って、圧電素子３００の変位の向上を図ることができる。
【００４８】
また、第１層８１は、第２層８２よりも結晶性が良い。これによれば、第１層８１の結晶性が良い分、膜質が良好な第１層８１となる。このため、圧電体層７０と良好な界面を形成できる。従って、圧電体層７０と第２電極８０との剥離を防止できる。
【００４９】
しかも、圧電素子３００では、第１層８１と第２層８２とが同一材料から構成されている。このため、第１層８１と第２層８２とが異なる材料から構成されていることに起因する悪影響（電極同士の剥離等）も抑制できる。よって、本実施形態によれば、変位の向上を図ることができ、圧電体層７０と第２電極８０との剥離を防止できる新規な圧電素子３００を提供できる。
【００５０】
上記の圧縮応力の値は、実施例に記載の手法をはじめとして、各種手法で求めることができる。上記の結晶性の良し悪しについても、実施例に記載の手法をはじめとして、各種手法で判断できる。本明細書において「結晶性が良い」とは、例えば、結晶欠陥が少ないことや、単結晶に近いことを意味する。結晶性の評価手法としては、例えば、Ｘ線回折パターンのピーク幅や、ＴＥＭ測定に基づいた手法が挙げられる。
【００５１】
また、本明細書において、第１層と第２層とが「同一材料から構成」とは、第１層と第２層との構成材料が完全に同一であることは勿論、構成材料が実質的に同一である場合も含む。すなわち、第１層と第２層との構成材料が厳密には相違するものの、かかる相違に基づく悪影響が過度に生じ得ない場合には、かかる場合も「同一材料から構成」に含まれる。
【００５２】
ここで、第１層８１は、第２層８２よりもシート抵抗値が小さいことが好ましい。これによれば、導電性に優れ、膜質が更に良好な第１層８１となる。このため、圧電体層７０と良好な界面を形成しやすくなる。それでいて、圧縮応力の大きな第２層８２によって、圧電素子３００の変位を十分に確保できる。
【００５３】
また、第２層８２は、第１層８１よりもアルゴン（Ａｒ）を多く含むことが好ましい。これによれば、第２層８２のヤング率を低下させることができ、ひいては圧電素子３００全体の剛性を低下させることができる。ここでのＡｒは、例えば、第２電極８０をスパッタリング法で形成したときの不活性ガス（Ａｒガス）に由来する。逆に言えば、第２電極８０をスパッタリング法で形成することで、第２層８２にＡｒを多く含ませるのが容易になる。
【００５４】
第１層８１は、基板温度が１５０〜３５０℃であり、スパッタパワーが所定の第１パワー密度（Ｗ１）である第１条件で形成されている。第１条件のような高温条件で成膜することで、膜質が良好な第１層８１を得やすくなる。第１条件において、基板温度は、次の第１条件との相違を明確にするため、好ましくは約２００℃以上であり、概ね約２５０℃である。また、第１パワー密度（Ｗ１）は、膜質が良好な第１層８１を得るのに好適なパワー密度を選択でき、概ね６．０ｋＷ（ｃｍ２）である。
【００５５】
第２層８２は、基板温度が室温〜１５０℃であり、スパッタパワーが所定の第２パワー密度（Ｗ２；Ｗ２≧Ｗ１）である第２条件で形成されている。第２条件のような低温条件で成膜することで、圧縮応力が大きい第２層８２を得やすくなる。第２条件において、基板温度は、好ましくは約１００℃以下であり、より好ましくは５０℃以下である。第２条件における「室温」は、例えば約２０〜約４０℃であるが、前記の例に限定されない。また、第２パワー密度（Ｗ２）は、本発明の範囲で第２層８２を形成できるパワー密度を選択でき、第１パワー密度（Ｗ１）と同様でも構わない。
【００５６】
ただ、第２パワー密度（Ｗ２）を第１パワー密度（Ｗ１）よりも大きくすれば、不活性ガスとしてＡｒガスを用いてスパッターしたとき、第１層８１よりもＡｒを多く含む第２層８２を得やすくなる。第２層８２にＡｒが多く含まれることで、上記のように、第２層８２のヤング率を低下させることができる。第２パワー密度（Ｗ２）を第１パワー密度（Ｗ１）よりも大きくする場合、第２パワー密度（Ｗ２）は、Ａｒを多く含む第２層８２を得るのに好適なパワー密度を選択できる。一例として、第２パワー密度（Ｗ２）は、第１パワー密度（Ｗ１）の２倍以上、３倍以上、４倍以上のパワー密度を選択できる。本実施形態では、第２パワー密度（Ｗ２）は、概ね３０．０ｋＷ（ｃｍ２）として第２層８２を形成している。
【００５７】
このような手法により、例えば（１１１）面に配向した第２電極８０（第１層８１及び第２層８２）となる。ただし、第２電極８０の配向性は限定されない。
【００５８】
次に、圧電素子の製造方法の一例について、インクジェット式記録ヘッド１の製造方法とあわせて説明する。
【００５９】
まず、シリコンウェハーである流路形成基板用ウェハー１１０の表面に、振動板５０を形成する。ここでは、流路形成基板用ウェハー１１０を熱酸化することによって形成した二酸化シリコン（ＳｉＯ２；弾性膜５１）と、スパッタリング法で成膜後、熱酸化することによって形成した酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２；絶縁体膜５２）と、を積層して振動板５０を形成した。ここでは、振動板５０上に更に密着層５６を形成している。ただし、密着層５６は省略が可能である。
【００６０】
次いで、図５（ａ）に示すように、振動板５０上の密着層５６の全面に第１電極６０を形成する。第１電極６０は、例えば、スパッタリング法、ＰＶＤ法（物理蒸着法）、レーザーアブレーション法等の気相成膜、スピンコート法等の液相成膜等により形成することができる。次に、第１電極６０上に圧電体層７０を形成する。圧電体層７０の形成方法は限定されない。例えば、金属錯体を含む溶液を塗布乾燥し、更に高温で焼成することで金属酸化物を得るＭＯＤ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やゾル−ゲル法等の化学溶液法を用いることができる。その他、レーザーアブレーション法、スパッタリング法、パルス・レーザー・デポジション法（ＰＬＤ法）、ＣＶＤ法、エアロゾル・デポジション法等、液相法でも固相法でも、圧電体層７０を製造できる。
【００６１】
圧電体層７０を化学溶液法で形成する場合の具体的順例は、以下のとおりである。まず、金属錯体を含むＭＯＤ溶液やゾルからなり、圧電体層７０を形成するための前駆体溶液を作成する。そして、この前駆体溶液を、第１電極６０上に、スピンコート法等を用いて塗布して前駆体膜を形成する（塗布工程）。この前駆体膜を所定温度に加熱して一定時間乾燥させ（乾燥工程）、更に乾燥した前駆体膜を所定温度に加熱して一定時間保持することによって脱脂する（脱脂工程）。前駆体膜を所定温度に加熱して保持することによって結晶化させ、圧電体膜７４を形成する（焼成工程）。
【００６２】
そして、上記の塗布工程、乾燥工程、脱脂工程及び焼成工程を複数回繰り返すことにより、図５（ｃ）に示すように、複数層の圧電体膜７４からなる圧電体層７０を形成する。圧電体層７０を形成した後は、圧電体層７０上に、イリジウム（Ｉｒ）等からなる第２電極８０をスパッタリング法等で形成する。
【００６３】
第２電極８０をスパッタリング法で形成する場合の具体的順例は、以下のとおりである。まず、圧電体層７０上に、第１層８１をスパッタリング法で形成する。例えば、基板温度が１５０〜３５０℃であり、スパッタパワーが所定の第１パワー密度（Ｗ１）である第１条件で第１層８１を形成する。第１条件のような高温条件で成膜することで、膜質が良好な第１層８１を得やすくなる。
【００６４】
そして、各圧力発生室１２に対向するように、圧電体層７０及び第１層８１を同時にパターニングする。その後、圧電体層７０及び第１層８１に重なるように、第２層８２をスパッタリング法で形成する。例えば、基板温度が室温〜１５０℃であり、スパッタパワーが所定の第２パワー密度（Ｗ２；Ｗ２≧Ｗ１）である第２条件で第２層８２を形成する。第２条件のような低温条件で成膜することで、圧縮応力が大きい第２層８２を得やすくなる。しかも、第２パワー密度（Ｗ２）を第１パワー密度（Ｗ１）よりも大きくすれば、第１層８１よりもＡｒを多く含む第２層８２を得やすくなる。
【００６５】
このように、上記の第１条件に基づくスパッタリング法によって形成した第１層８１と、上記の第２条件に基づくスパッタリング法によって形成した第２層８２と、により第２電極８０を形成する。以上のように、図５（ｄ）に示すように、第１電極６０と、圧電体層７０と、第２電極８０と、からなる圧電素子３００を形成する。ここでは、振動板５０上にも重なるように第２層８２を形成しているが、圧電体層７０及び第１層８１にのみ第２層８２が重なるようにしてもよい。圧電体層７０の側面には重ならないように（第１層８１にのみ重なるように）第２層８２を形成してもよい。
【００６６】
後は、図６（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０の圧電素子３００側に、接着剤を介して保護基板用ウェハー１３０を接合し、その後、流路形成基板用ウェハー１１０を所定の厚みに薄くする。次いで、図６（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０にマスク膜５３を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、図６（ｃ）に示すように、マスク膜５３を介して、流路形成基板用ウェハー１１０をＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング（ウェットエッチング）する。これにより、圧電素子３００に対応する圧力発生室１２等を形成する。
【００６７】
その後は、常法に従い、圧電素子３００に対応する圧力発生室１２や、図２に示すインク供給路１３、連通路１４及び連通部１５等を形成する。そして、流路形成基板用ウェハー１１０及び保護基板用ウェハー１３０の外周縁部の不要部分をダイシング等により切断・除去する。更に、流路形成基板用ウェハー１１０の保護基板用ウェハー１３０とは反対側の面に、ノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合する。また、保護基板用ウェハー１３０にコンプライアンス基板４０を接合する。そして、流路形成基板用ウェハー１１０等を一つのチップサイズの流路形成基板１０等に分割することによって、インクジェット式記録ヘッド１とする。
【実施例】
【００６８】
以下、実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。尚、本発明は以下の実施例に限定されない。
【００６９】
（実施例１）
＜基板の準備＞
シリコン（Ｓｉ）基板を酸化することで、基板の表面に酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる弾性膜５１を形成した。弾性膜５１上に、ジルコニウム（Ｚｒ）膜をスパッターし、酸化炉にて酸化処理を施して、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）からなる絶縁体膜５２を形成した。その後、密着層５６としてのＺｒ膜を絶縁体膜５２上に形成した。密着層５６上に、イリジウム（Ｉｒ）膜からなる第１電極６０を形成し、電極付き基板とした。
【００７０】
＜圧電素子の作製＞
所定の金属錯体を含む圧電体層用溶液を別途調製した。この圧電体層用溶液を適量マイクロピペットに取り、スピンコーターにセットした基板に滴下した。スピンコーターで塗布して成膜した後、ホットプレート上でベークし、アモルファス膜を形成した。そして、ランプアニール炉を用いて焼成し、１層目の圧電体膜７４とした。同様に、塗布〜焼成工程を繰り返し、複数層の圧電体膜７４からなる圧電体層７０を形成した。この圧電体層７０上に、第１条件に基づくスパッタリング法によってＩｒ膜を形成し、このＩｒ膜を第１層８１とした。
【００７１】
そして、圧電体層７０及び第１層８１を所定の形状にパターニングした。次いで、この圧電体層７０及び第１層８１上に、第２条件に基づくスパッタリング法によってＩｒ膜を形成し、このＩｒ膜を第２層８２とした。これにより、第１層８１及び第２層８２からなる第２電極８０を構成した。以上より、実施例１に係る圧電素子を作製した（図４の構成等を参照）。
【００７２】
実施例１における、第１層８１及び第２層８２をスパッターしたときの第１条件及び第２条件は、表１の通りである。
【００７３】
（実施例２）
第２層をスパッターしたときの第２条件を表１のように変更した以外は、実施例１と同様に圧電素子を形成した。
【００７４】
（比較例１）
第２層をスパッターしたときの第２条件を表１のように変更した以外は、実施例１と同様に圧電素子を形成した。すなわち、比較例１では、第２層を、低温条件で形成せず、第１層８１形成時と同様の高温条件で形成した。
【００７５】
実施例１〜２及び比較例１での第１条件及び第２条件は、以下の表１の通りである。表１には、後述する試験例の結果も示してある。
【００７６】
【表１】
2016157750.tif 000003
【００７７】
（参考例１）
圧電体層７０上に、下記の参考条件Ａに基づくスパッタリング法によってイリジウムＩｒ膜を形成し、このＩｒ膜を第２電極とした以外は、実施例１と同様に、参考例１に係る圧電素子を作製した。参考例１に係る圧電素子では、上記の実施例と異なり、圧電体層７０の上面及び側面に、参考条件Ａに基づくスパッタリング法によって形成したＩｒ膜が、第２電極として配されている。言い換えれば、参考例１は、製法的には若干相違するものの、実施例１における第１層及び第２層の両方が参考条件Ａに基づいて形成された圧電素子に相当する。
【００７８】
圧電体層７０上に、下記の参考条件Ｂに基づくスパッタリング法によってイリジウム（Ｉｒ）膜を形成し、このＩｒ膜を第２電極とした以外は、実施例１と同様に、参考例２に係る圧電素子を作製した。参考例２に係る圧電素子でも、上記の実施例と異なり、圧電体層７０の上面及び側面に、参考条件Ｂに基づくスパッタリング法によって形成したイリジウム（Ｉｒ）膜が、第２電極として配されている。言い換えれば、参考例２は、製法的には若干相違するものの、実施例１における第１層及び第２層の両方が参考条件Ｂに基づいて形成された圧電素子に相当する。
【００７９】
参考例１〜２での参考条件Ａ及び参考条件Ｂは、以下の表２の通りである。表２には、後述する試験例の結果も示してある。
【００８０】
【表２】
2016157750.tif 000004
【００８１】
＜試験例１＞
（結晶性）
参考例１〜２及び比較例１の圧電素子について、第２電極の結晶性を評価した。ここでは、Ｂｒｕｋｅｒ  ＡＸＳ社製の「Ｄ８  Ｄｉｓｃｏｖｅｒ」を用い、Ｘ線回折ピークの測定を行った。第２電極由来の（１１１）由来のピークが観測されたことから、参考例１〜２及び比較例１の第２電極は、（１１１）配向していることが分かった。そして、（１１１）由来のピーク幅Δ２θが小さいほど結晶性が良いと評価した。
【００８２】
その結果、比較例１の第２電極は、参考例１の第２電極よりも結晶性が良いことが確認された（図７（ａ）及び表２参照）。比較例１で第２電極を形成した基板加熱温度（２５０℃）は、参考例１で第２電極を形成した基板加熱温度（１５０℃）よりも高い。比較例１と参考例１とで、スパッタパワー密度は同一である。スパッタパワー密度が異なる参考例１と参考例２とで、ピーク幅Δ２θに大きな差異は見られない。これらから、スパッタリング時の基板加熱温度が高い方が、結晶性の良い第２電極が得られると推察される。
【００８３】
実施例１〜２でも、第１層８１を形成した第１条件の基板加熱温度（２５０℃）は、第２層８２を形成した第２条件の基板加熱温度（室温）よりも高い。従って、実施例１〜２において、第１層８１は、第２層８２よりも結晶性が良いと推察される。実際、試験例１と同様の手法により、実施例１〜２での第１層８１及び第２層８２の結晶性を評価したところ、実施例１〜２の何れも、第１層８１は第２層８２よりも結晶性が良いことが確かめられた（表１参照）。結晶性の良い第１層８１は、圧電体層７０と良好な界面を形成できるので、圧電体層７０と第２電極８０との剥離を防止できる。
【００８４】
＜試験例２＞
（圧縮応力）
参考例１〜２及び比較例１の圧電素子について、第２電極の圧縮応力を求めた。ここでは、第２電極を形成する前の基板のたわみ量（初期たわみ量）と、第２電極を形成した後の基板のたわみ量と、の差から、圧縮応力を算出した。
【００８５】
その結果、参考例１の第２電極は、比較例１の第２電極よりも圧縮応力が大きいことが確認された（図７（ｂ）及び表２参照）。上記のように、比較例１で第２電極を形成した基板加熱温度（２５０℃）は、参考例１で第２電極を形成した基板加熱温度（１５０℃）よりも高い。比較例１と参考例１とで、スパッタパワー密度は同一である。スパッタパワー密度が異なる参考例１と参考例２とで、圧縮応力に大きな差異は見られない。これらから、スパッタリング時の基板加熱温度が低い方が、圧縮応力の大きい第２電極が得られると推察される。
【００８６】
実施例１〜２でも、第２層８２を形成した第２条件の基板加熱温度（室温）は、第１層８１を形成した第２条件の基板加熱温度（２５０℃）よりも低い。従って、実施例１〜２において、第２層８２は、第１層８１よりも圧縮応力が大きいと推察される。実際、上記の試験例と同様の手法により、実施例１〜２での第１層８１及び第２層８２の圧縮応力を評価したところ、実施例１〜２の何れも、第２層８２は第１層８１よりも圧縮応力が大きいことが確かめられた（表１参照）。
【００８７】
表１には記載していないものの、実施例２及び参考例２の結果を線形近似すると、第２パワー密度が２９．６ｋＷ／ｃｍ２であって、第２条件の基板加熱温度が１５０℃である場合、第２層８２の圧縮応力は、約２．９８Ｇｐａとなる（図７（ｂ）参照）。
【００８８】
＜試験例３＞
（変位量）
実施例１〜２及び比較例１の圧電素子について、電圧印加時の変位量を求めた。ここでは、変位測定装置（レーザードップラー変位計）を用い、室温（２５℃）での変位量を求めた。
【００８９】
その結果、実施例１〜２の圧電素子は、比較例１の圧電素子よりも、大きな変位量が得られることが確認された（図８及び表１参照）。表１には記載していないものの、実施例２及び参考例２の結果を線形近似すると、第２パワー密度が２９．６ｋＷ／ｃｍ２であって、第２条件の基板加熱温度が１５０℃である場合、圧電素子の変位は、約３８３ｎｍとなる（図８参照）。
【００９０】
以上より、第２層８２が、第１層８１よりも圧電体層７０に対する圧縮応力が大きく、第１層８１と第２層８２とが同一材料から構成されており、第１層８１が、第２層８２よりも結晶性が良い圧電素子（実施例１〜２の圧電素子）は、従来の圧電素子（比較例１の圧電素子）に比べ、変位の向上を図ることができ、圧電体層７０と第２電極８０との剥離を抑制できることが分かった。
【００９１】
＜試験例４＞
（第２電極中のＡｒ量）
参考例１〜２及び比較例１の第２電極について、第２電極中のＡｒ量を評価した。ここでは、アルバック−ファイ社製「ＡＤＥＰＴ−１０１０」を使用し、第２電極から圧電体層７０方向に、厚さ方向に亘って二次イオン質量分析を行った。
【００９２】
その結果、参考例２の第２電極は、参考例１の第２電極や比較例１の第２電極に比べ、第２電極中にＡｒを多く含むことが確認された（図９及び表２）。尚、図９の横軸が右に進むにつれて、第２電極から圧電体層７０方向にＡｒの分布が評価されている。上記のように、参考例２で第２電極を形成したスパッタパワー密度（２９．６ｋＷ／ｃｍ２）は、参考例１や比較例１で第２電極を形成したスパッタパワー密度（５．９ｋＷ／ｃｍ２）よりも高い。比較例１と参考例１とは、基板加熱温度も同一であるが、第２電極中のＡｒ量に大きな差異はない。これらから、スパッタリング時のスパッタパワー密度が高い方が、Ａｒ量が多い第２電極が得られると推察される。
【００９３】
ここで、実施例２で第２層８２を形成した第２条件の第２パワー密度（２９．６ｋＷ／ｃｍ２）は、実施例１で第１層８１を形成した第２条件の第２パワー密度（５．９ｋＷ／ｃｍ２）よりも高い。従って、実施例２の第２層８２は、実施例１の第２層８２よりもＡｒを多く含むと推察される。実際、上記の試験例と同様の手法により、実施例１〜２での第２層８２のＡｒ量を評価したところ、実施例２の第２層８２の方が、実施例１の第２層８２よりもＡｒを多く含むことが確かめられた。Ａｒが多く存在する実施例２では、第２層８２のヤング率を低下させることができる。
【００９４】
＜試験例５＞
（ヤング率）
実施例１〜２及び比較例１の第２電極について、ヤング率を求めた。ここでは、球状圧子を用いたナノインデンテーション法により行った。すなわち、先端が球状の圧子を第２電極の表面に押込んだときの、圧子にかかる荷重と、圧子の下の射影面積と、に基づいて、ヤング率を算出した。
【００９５】
その結果、実施例２の第２層８２は、実施例１の第１層８１よりもヤング率が低いことが確かめられた（表１）。ヤング率の低い第２層８２を具備する実施例２では、圧電素子３００全体の剛性を低下させることができるので、変位特性に更に有利となる。尚、実施例１〜２の何れも、比較例１よりも第２層８２のヤング率が低いことも確かめられた。つまり、実施例１〜２の何れも、比較例１に比べて変位特性の向上に有利であることが、ヤング率の観点からも確認された。
【００９６】
＜試験例６＞
（シート抵抗値）
参考例１〜２及び比較例１の圧電素子について、第２電極のシート抵抗値を求めた。ここでは、ナプソン社製の「ＲＴ−７０／ＲＧ−７Ｓ」を用いシート抵抗値を求めた。
【００９７】
その結果、比較例１の第２電極は、参考例１の第２電極よりもシート抵抗値が小さいことが確認された（図１０及び表２参照）。比較例１で第２電極を形成した基板加熱温度（２５０℃）は、参考例１で第２電極を形成した基板加熱温度（１５０℃）よりも高い。比較例１と参考例１とで、スパッタパワー密度は同一である。スパッタパワー密度が異なる参考例１と参考例２とで、シート抵抗値に大きな差異は見られない。これらから、スパッタリング時の基板加熱温度が高い方が、シート抵抗値の小さい第２電極が得られると推察される。シート抵抗値の小さい第２電極は、導電性に優れ、膜質が更に良好である。
【００９８】
ここで、実施例１で第２層８２を形成した第２条件の基板加熱温度（２５０℃）は、実施例２で第２層８２を形成した第２条件の基板加熱温度（室温）よりも高い。従って、実施例１の第２層８２は、実施例２の第２層８２よりもシート抵抗値が小さいと推察される。実際、上記の試験例と同様の手法により、実施例１〜２での第２層８２のシート抵抗値を求めたところ、実施例１の第２層８２の方が、実施例２の第２層８２よりもシート抵抗値が小さいことが確かめられた。シート抵抗値が小さい実施例１では、圧電体層７０と良好な界面を形成しやすくなる。
【００９９】
＜試験例７＞
（初期たわみ量）
実施例１〜２の圧電素子について、振動板上に形成したときの初期たわみ（電圧を印加する前の状態における圧電素子側へのたわみ）を求めた。ここでは、上記の変位量を求める手法と同様の手法を用いた。
【０１００】
その結果、実施例２の圧電素子の方が、実施例１の圧電素子よりも、初期たわみが大きいことが分かった。かかる初期たわみの差は、実施例２の圧電素子は、ヤング率の低い第２層８２を具備していることに起因すると思われる。すなわち、上記の初期たわみの差からも、実施例２の圧電素子の方が、実施例１の圧電素子よりも全体としての剛性が小さく、変位の向上に有利であることが分かった。
【０１０１】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態を説明した。しかし、本発明の基本的構成は上記の態様に限定されない。
【０１０２】
上記の実施形態では、流路形成基板１０として、シリコン単結晶基板を例示した。しかし、流路形成基板１０は前記の例に限定されず、例えば、ＳＯＩ基板、ガラス等の材料であってもよい。
【０１０３】
また、上記の実施形態では、圧電素子応用デバイスの一例として、インクジェット式記録ヘッドを挙げて説明した。しかし、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、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（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
【０１０４】
また、本発明は、液体噴射ヘッドに搭載される圧電素子に限られず、他の圧電素子応用デバイスに搭載される圧電素子にも適用することができる。圧電素子応用デバイスの一例としては、超音波デバイス、モーター、圧力センサー、焦電素子、強誘電体素子などが挙げられる。また、これらの圧電デバイスを利用した完成体、例えば、上記の液体噴射ヘッドを利用した液体噴射装置、上記の超音波デバイスを利用した超音波センサー、上記のモーターを駆動源として利用したロボット、上記の焦電素子を利用したＩＲセンサー、上記の強誘電体素子を利用した強誘電体メモリー等も、圧電素子応用デバイスに含まれる。
【０１０５】
図面において示す構成要素、すなわち層等の厚さ、幅、相対的な位置関係等は、本発明を説明する上で、誇張して示されている場合がある。また、本明細書の「上」という用語は、構成要素の位置関係が「直上」であることを限定するものではない。例えば、「圧電体層上の第１層」や「第１層上の第２層圧」という表現は、基板と第１電極との間や、第１電極と圧電体層との間に、他の構成要素を含むものを除外しない。
【符号の説明】
【０１０６】
Ｉ  インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、  １  インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、  １０  流路形成基板、  １２  圧力発生室、  １３  インク供給路、  １４  連通路、  １５  連通部、  ２０  ノズルプレート、  ２１  ノズル開口、  ３０  保護基板、  ３１  圧電素子保持部、  ３２  マニホールド部、  ３３  貫通孔、  ３５  接着剤、  ４０  コンプライアンス基板、  ４１  封止膜、  ４２  固定板、  ４３  開口部、  ５０  振動板、  ５１  弾性膜、  ５２  絶縁体膜、  ５３  マスク膜、  ５６  密着層、  ６０  第１電極、  ７０  圧電体層、  ７１  凹部、  ７４  圧電体膜、  ８０  第２電極、  ８１  第１層、  ８２  第２層、  ９０  リード電極、  １００  マニホールド、  １２０  駆動回路、  １２１  接続配線、  ２００  プリンターコントローラー、  ３００  圧電素子
【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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