(57)【要約】【課題】（１００）強度の大きな圧電膜を得る。【解決手段】基板１０上に、ＰＴＯ（ＰｂＴｉＯ３）塗布膜の前駆体液を塗布してＰＴＯ塗布膜を形成するＰＴＯ塗布膜形成工程と、ＰＴＯ塗布膜が結晶化される温度より低い温度で、ＰＴＯ塗布膜を加熱することにより、主成分がチタン酸鉛からなるＰＴＯアモルファス膜を形成するアモルファスシード層形成工程と、ＰＴＯアモルファス膜の上に、Ｘ線解析で測定した（１００）面が主配向である主成分がチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電薄膜層を形成する圧電薄膜層形成工程と、を少なくとも行い、アモルファス層形成工程では、３００℃以下の温度でＰＴＯ塗布膜を加熱する。【選択図】図１
2016032007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、ＰＴＯ（ＰｂＴｉＯ３）を主成分とする塗布膜の前駆体液を塗布してＰＴＯ塗布膜を形成するＰＴＯ塗布膜形成工程と、
前記ＰＴＯ塗布膜が結晶化される温度より低い温度で、前記ＰＴＯ塗布膜を加熱することにより、主成分がチタン酸鉛からなるＰＴＯアモルファス層を形成するアモルファス層形成工程と、
前記ＰＴＯアモルファス層の上に、Ｘ線解析で測定した（１００）面が主配向である主成分がチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電薄膜層を形成する圧電薄膜層形成工程と、を少なくとも行い、
前記アモルファス層形成工程では、３００℃以下の温度で前記ＰＴＯ塗布膜を加熱する
ことを特徴とする圧電膜の製造方法。
【請求項２】
前記圧電薄膜層は（１００）面の配向度が９０％以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の圧電膜の製造方法。
【請求項３】
前記アモルファス層形成工程では、前記前駆体液のＤＴＡ曲線の第一吸収ピーク以上の温度で前記ＰＴＯ塗布膜を加熱する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電膜の製造方法。
【請求項４】
前記アモルファス層形成工程では、５０℃以上１２０℃以下の温度で前記ＰＴＯ塗布膜を加熱する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電膜の製造方法。
【請求項５】
前記圧電薄膜層形成工程では、レーザ焼結で前記圧電薄膜層を形成する
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の圧電膜の製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の圧電膜の製造方法で製造された圧電膜上に電極を形成して圧電素子を製造する
ことを特徴とする圧電素子の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の圧電素子の製造方法で製造された圧電素子を備えていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項７に記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電膜の製造方法、圧電素子の製造方法、液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
チタン酸ジルコン酸鉛（組成式：Ｐｂ（Ｚｒｘ、Ｔｉ１-ｘ）Ｏ３、以下、「ＰＺＴ」と表記する。）は、ジルコン酸鉛（組成式：ＰｂＺｒＯ３、以下「ＰＺＯ」と表記する。）とチタン酸鉛（組成式：ＰｂＴｉＯ３、以下、「ＰＴＯ」と表記するが、「ＰＴ」とも表記される。）の固溶体であり、正方晶と菱面体晶との相境界近傍の組成において最も大きな圧電特性を示すものである。
【０００３】
ここで、ＰＺＴの結晶構造はペロブスカイト構造であり、大きな誘電率及び圧電性、強誘電性を持つ。ＰＺＴは、その圧電性からアクチュエータやセンサなどの圧電素子に多く用いられている。また、ＰＺＴは、強誘電性を用いた強誘電体メモリ（ＦｅＲＡＭ）等にも用いられる。
【０００４】
ＰＺＴからなる圧電膜（圧電薄膜層）の製造方法としては、スパッタリング法やＣＳＤ法（Chemical Solution Deposition）などが知られている。ＣＳＤ法は、他の方法と比較して精密な組成制御が可能であり、低コストで大面積に均一に成膜することができるという利点がある。
【０００５】
また、ＰＺＴからなる圧電膜を（１００）面配向させると、圧電素子の圧電性能を最高にすることができることが知られている。そのため、ＰｂＴｉＯ３（ＰＴＯ）、ＬａＮｉＯ３（ＬＮＯ）等、様々なシード層を利用して配向を制御することが行われている。
【０００６】
例えば、基板上にＰＴＯの結晶性を有するペロブスカイト酸化物シード層を形成し、このシード層の上に、（１００）面を優先配向したＰＺＴ圧電薄膜層を形成するものが知られている（特許文献１)。
【０００７】
また、基板上に、酢酸鉛及びチタンイソプロポキシドを所定濃度含有するゾル溶液を塗布して１８０℃で乾燥後、４００℃オーブンで３０分間脱脂を行うことにより、非晶質膜を形成し、この非晶質膜上にジルコニウムアセチルアセトナート及びチタンイソプロポキシドを所定濃度含有するゾル溶液をスピンコートし、１８０℃で乾燥後、４００℃で脱脂を行い、この工程を繰り返した後、基板上に形成された非晶質膜を、基板ごと焼成を行って結晶化を行うことで、チタン酸鉛層とＰＺＴ層の積層膜を形成することが知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４７１７３４４号公報
【特許文献２】特許第３４３８５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示される方法にあっては、シード層となる結晶性を有するＰＴＯ層を形成するためには、高温処理が必要であり、昇温及び降温プロセスに時間が掛かる。また、装置中のガスや、高温処理によりシード層となるＰＴＯ層内に生じる温度分布が、ＰＴＯ層の結晶性に影響を与えて圧電特性を劣化させるおそれがある。
【００１０】
また、特許文献２に開示される方法にあっては、シード層を非晶質膜として形成しているが、４００℃で加熱処理するために、圧電膜の（１００）強度を大きくできないという課題がある。
【００１１】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、大きな（１００）強度を有し、均一的な圧電膜を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、本発明に係る圧電膜の製造方法は、
基板上に、ＰＴＯ（ＰｂＴｉＯ３）を主成分とする塗布膜の前駆体液を塗布してＰＴＯ塗布膜を形成するＰＴＯ塗布膜形成工程と、
前記ＰＴＯ塗布膜が結晶化される温度より低い温度で、前記ＰＴＯ塗布膜を加熱することにより、主成分がチタン酸鉛からなるＰＴＯアモルファス層を形成するアモルファス層形成工程と、
前記ＰＴＯアモルファス層の上に、Ｘ線解析で測定した（１００）面が主配向である主成分がチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電薄膜層を形成する圧電薄膜層形成工程と、を少なくとも行い、
前記アモルファス層形成工程では、３００℃以下の温度で前記ＰＴＯ塗布膜を加熱する
構成とした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、大きな（１００）強度を有し、均一的な圧電膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧電膜の製造方法の説明に供するフロー図である。
【図２】同じく模式的説明図である。
【図３】同じく全体の層構成の説明に供する模式的説明図である。
【図４】ＰＴＯ前駆体液のＤＴＡ曲線の説明図である。
【図５】ＰＴＯ塗布膜を１２０℃で加熱して製造した圧電膜のＸ線解析測定結果を示す説明図である。
【図６】ＰＴＯ塗布膜を室温で処理して製造した圧電膜のＸ線解析測定結果を示す説明図である。
【図７】ＰＴＯ塗布膜を異なる加熱温度で加熱処理して圧電膜の結晶性強度の一例を示す説明図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る圧電膜の製造方法の説明に供するフロー図である。
【図９】ＰＴＯ塗布膜の処理温度と圧電膜のＸ線回折強度の関係の一例を示す説明図である。
【図１０】本発明に係る圧電素子の製造方法の説明に供する層構成の模式的説明図である。
【図１１】本発明に係る液体吐出ヘッドの一例の模式的断面説明図である。
【図１２】本発明に係る液体吐出ヘッドの他の例の模式的断面説明図である。
【図１３】本発明に係る画像形成装置の一例の平面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明の第１実施形態に係る圧電膜の製造方法について図１ないし図３を参照して説明する。図１は同圧電膜の製造方法の説明に供するフロー図、図２は同じく模式的説明図、図３は同じく全体の層構成の説明に供する模式的説明図である。
【００１６】
＜ＰＴＯ塗布膜形成工程＞
図２（ａ）にも示すように、基板１０上に、ＰＴＯ塗布膜１２を形成する。本実施形態では、基板１０は、図３に示すように、シリコン基板１上に、ＳｉＯ２膜２、ＴｉＯｘ膜３、白金（Ｐｔ）膜４が順次積層されて構成されたものを使用している。
【００１７】
なお、ＰＴＯ塗布膜１２は、例えば、スピンコート法や液体吐出ヘッドから液を吐出するインクジェット工法で成膜できる。
【００１８】
ＰＴＯ塗布膜１２の前駆体液は出発材料である酢酸鉛、及びチタンアルコキシド化合物を共通溶媒であるメトキシエタノールに溶解させて合成する。ＰＴＯの固体分濃度は、例えば、０．０３モル／リットルである。一回塗布した膜の厚さは１５ｎｍ以下である。Ｐｂ過剰量は１０％である。
【００１９】
＜熱処理１：アモルファス層形成工程＞
次に、図２（ｂ）にも示すように、シード層となるアモルファス層であるＰＴＯアモルファス膜１３を形成する。すなわち、ＰＴＯ塗布膜１２が形成された基板１０をホットプレート上に載置し、ＰＴＯ塗布膜１２が結晶化される温度より低い温度で、ＰＴＯ塗布膜１２を加熱する。これにより、主成分がチタン酸鉛からなるＰＴＯアモルファス層であるＰＴＯアモルファス膜１３を形成する。
【００２０】
ここで、ＰＴＯ塗布膜１２が結晶化される温度は約４５０℃であるので、ＰＴＯ塗布膜１２を４５０℃以上で加熱すると、ペロブスカイト構造の結晶構造となる。
【００２１】
そこで、４５０℃より低い温度でＰＴＯ塗布膜１２を加熱する。そして、後述するように、大きな（１００）強度を得るために、４５０℃より低い３００℃以下の温度でＰＴＯ塗布膜１２を加熱する。
【００２２】
これにより、ＰＴＯ塗布膜が結晶化されず、シード層となるアモルファス構造の膜であるＰＴＯアモルファス膜１３を得ることができる。
【００２３】
＜ＰＺＴ塗布膜形成工程＞
次に、図２（ｃ）にも示すように、例えばスピンコート法により、ＰＴＯアモルファス膜１３上に、ＰＺＴ（５３／４７）塗布膜１４を形成する。
【００２４】
ＰＺＴ塗布膜１４の前駆体液は出発材料である酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド、及びチタンアルコキシド化合物を共通溶媒であるメトキシエタノールに溶解させて合成する。この液のＰＺＴの固体分濃度は、例えば、０．３モル／リットルである。
【００２５】
＜熱処理２＞
再度、基板１０をホットプレート上に載置し、５００℃以下の低い温度でＰＺＴ塗布膜１４を加熱処理する。
【００２６】
このようにＰＺＴ塗布膜１４の加熱温度を６００℃以下にすることで、ＰＺＴ塗布膜１４を結晶化させずに、図２（ｄ）に示すように、アモルファス構造の膜であるＰＺＴアモルファス膜１５を形成する。
【００２７】
＜焼結＞
次に、図２（ｅ）にも示すように、ＰＺＴアモルファス膜１５上からレーザでアニール処理（レーザ焼結処理）し、ＰＴＯアモルファス膜１３及びＰＺＴアモルファス膜１５を焼結してＰＺＴ結晶膜からなる圧電薄膜層１６を形成する。
【００２８】
具体的には、例えば、ＰＴＯアモルファス膜１３及びＰＺＴアモルファス膜１５が形成された基板１０をステージ上に載置する。そして、ステージを移動しながら、フラットトップを持つ連続発振のレーザ光（例えば、波長９８０ｎｍ付近）をＰＴＯアモルファス膜１３及びＰＺＴアモルファス膜１５に照射して、結晶化を行う。
【００２９】
レーザ光のビーム形状は、例えば、略長方形とすることができる。ＰＴＯアモルファス膜１３及びＰＺＴアモルファス膜１５に照射されるレーザ光のビームサイズは、例えば、１ｍｍ×０．３５ｍｍとすることができる。ＰＴＯアモルファス膜１３及びＰＺＴアモルファス膜１５に照射されるレーザ光のスキャン幅は、例えば、１ｍｍとすることができる。
【００３０】
このとき、波長９８０ｎｍ付近のレーザ光は、ＰＴＯアモルファス膜１３及びＰＺＴアモルファス膜１５には殆ど吸収されないため、ＰＴＯアモルファス膜１３の下層である白金（Ｐｔ）膜４に到達する。
【００３１】
一方、白金（Ｐｔ）膜４は、波長９８０ｎｍ付近の吸収係数が非常に大きく、およそ７×１０５ｃｍ−１である。例えば、膜厚１００ｎｍの白金（Ｐｔ）膜において、波長９８０ｎｍ付近の光の透過率は１％以下である。したがって、白金（Ｐｔ）膜４に照射された波長９８０ｎｍ付近のレーザ光の光エネルギーは殆ど白金（Ｐｔ）膜４に吸収される。
【００３２】
白金（Ｐｔ）膜４に吸収されたレーザ光の光エネルギーは、熱に変わって白金（Ｐｔ）膜４を加熱する。白金（Ｐｔ）膜４の熱は、白金（Ｐｔ）膜４上に順次形成されているＰＴＯアモルファス膜及びＰＺＴアモルファス膜に伝わり（拡散し）、ＰＺＴアモルファス膜が結晶化される。例えば、１０ｍｍ／ｓでスキャンする場合、一回の処理で形成できるＰＺＴ結晶膜の厚みは３０ｎｍ〜８０ｎｍ程度である。
【００３３】
一般的に、ＰＺＴアモルファス膜１５の結晶化温度は約６００℃〜８５０℃であり、白金の融点（１７６８℃）よりかなり低い。したがって、白金（Ｐｔ）膜４に入射するレーザ光のエネルギー密度及び照射時間の制御によって、白金（Ｐｔ）膜４にダメージを与えることなく、ＰＺＴアモルファス膜１５を加熱して結晶化することができる。レーザ光のエネルギー密度は、例えば、１００〜１０００Ｗ／ｃｍ２程度とすることができる。レーザ光の照射時間は、例えば、１ｍｓ〜２００ｍｓ程度とすることができる。
【００３４】
以上のＰＺＴ塗布膜形成工程、熱処理２、焼結の各工程（これらが「圧電薄膜層形成工程」となる。）により、ＰＺＴ結晶膜である圧電薄膜層１１を形成する。つまり、（１００）面が主配向である主成分がチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電薄膜層１６を形成する。
【００３５】
なお、ＰＺＴ膜塗布→熱処理→レーザアニールを繰り返すことにより、ＰＺＴからなる圧電薄膜層１１を厚膜化（例えば、厚さ２μｍ程度）することができる。
【００３６】
ここで、ＰＴＯアモルファス膜１３は薄いので、プロセス中、元素拡散等の原因によって、結晶化後、ＰＴＯ塗布膜１２は圧電薄膜層１６から分離できなくて、ＰＺＴ結晶膜である圧電薄膜層１６と一体になる。
【００３７】
その結果、白金（Ｐｔ）膜４上にＰＺＴ結晶膜からなる圧電薄膜層１６のみが形成される。
【００３８】
このようにして、図３に示すように、基板１０上に、１又は複数の圧電薄膜層１６からなる圧電膜１１を形成する。
【００３９】
次に、アモルファス層形成工程におけるＰＴＯアモルファス膜に対する加熱温度について説明する。
【００４０】
まず、ＰＴＯ前駆体液のＤＴＡ曲線を図４に示している。図４の横軸が加熱温度を示し、吸熱又は発熱を示す。
【００４１】
アモルファス層形成工程におけるＰＴＯ塗布膜１２の加熱温度は、図４に示すように、前駆体液のＤＴＡ曲線の第１吸収ピークである約５０℃以上であることが好ましい。
【００４２】
加熱温度を室温２５℃から上昇させていくと、前駆体液中の溶剤の蒸発によって、熱を吸収し、曲線が縦軸下方の吸熱側へと下降していき、約５０℃で第１吸収ピークを迎える。加熱温度が５０℃から上昇すると、液中の有機物の燃焼或いは化学反応によって、発熱になる。ここで、４５０℃以上に加熱すると、ＰＴＯ塗布膜１２が結晶化される。
【００４３】
そこで、本発明では、大きな（１００）強度を得るため、４５０℃以下の温度である３００℃以下でＰＴＯ塗布膜１２を加熱する。
【００４４】
すなわち、図６は、ＰＴＯ塗布膜１２を図４における室温（２５℃）で処理して形成した圧電膜１１の試料のＸ線解析結果を示している。なお、このＸ線解析結果は、ＰＺＴ結晶膜からなる圧電薄膜層１６で構成される圧電膜１１が形成された試料をＸ線解析（Ｘ線回折）したものである。
【００４５】
この室温で処理した圧電膜１１は、図６に示すように、主たる強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）のピークはＰＺＴの（１００）面であるが、（１１０）面の配向もかなり存在するため、（１００）面の配向が少なくなり、圧電特性が低くなる。
【００４６】
したがって、図４における前駆体液のＤＴＡ曲線の第１吸収ピークである約５０℃以上でＰＴＯ塗布膜１２を加熱することが好ましいことが分かる。
【００４７】
一方、図５は、ＰＴＯ塗布膜１２を１２０℃で加熱して形成した圧電膜１１のＸ線解析測定結果を示している。図５に示すように、本実施形態の製造方法により形成した圧電膜１１は、（１００）面の配向が１００％であるため、圧電特性が高く、電圧が印加されたときの変位が図６のものに比べて大きくなる。
【００４８】
したがって、アモルファス層形成工程では、５０℃以上１５０℃以下の温度でＰＴＯ塗布膜１２を加熱することによって、（１００）面の配向が１００％のＰＺＴからなる圧電薄膜層１６、すなわち、（１００）面が主配向である主成分がＰＺＴからなる圧電薄膜層１６で構成される圧電膜１１を得ることができる。
【００４９】
なお、本実施形態では、ＰＴＯのＰｂ過剰量が１０％である例で説明したが、０％〜３０％以内であれば、他の組成でも適用できる。また、本実施形態では、ＰＴＯで説明したが、ＰＴＯは主成分として、Ｌａ、Ｎｂ、Ｂａ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｇｄ、Ｓｒ、Ｃｅのうち、少なくとも１つを含む場合にも適用できる。
【００５０】
また、本実施形態で、基板１０の表面は白金（Ｐｔ）で覆っている例で説明したが、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｃｒなどで覆っている場合にも同様に適用できる。
【００５１】
次に、本実施形態のプロセスを異なるＰＴＯ塗布膜に対する加熱温度を変化させたときの圧電膜の結晶性強度の一例を図７に示している。
【００５２】
ここでは、ＰＴＯ塗布膜１２の加熱温度を、６０℃、９０℃、２１０℃、及び３００℃とした。
【００５３】
ＰＴＯ塗布膜１２を６０〜３００℃で加熱処理したものは、（１００）面の配向度は全て９０％以上となる。
【００５４】
一方、図７に示すように、１２０℃以下で加熱処理した場合、Ｘ線回折強度として得られる（１００）強度はほぼ同じレベルである。それで、処理温度むらが多少あっても、均一的な圧電膜を得ることができる。２００℃以上で加熱すると、（１００）強度が低下する。例えば、３００℃で加熱処理して形成した圧電膜１１の（１００）強度は、６０〜１２０℃で加熱処理して形成した圧電膜１１の約５０％程度になる。
【００５５】
これにより、ＰＴＯ塗布膜１２を結晶化しない４５０℃以下であっても３００℃を超える温度で加熱すると、（１００）強度は６０〜１２０℃で加熱処理して形成した圧電膜１１の半分よりも小さくなることが分かる。
【００５６】
したがって、アモルファス層形成工程では、前駆体液のＤＴＡ曲線の第一吸収ピークである５０℃以上かつ３００℃以下の温度でＰＴＯ塗布膜１２を加熱することが好ましい。特に、アモルファス層形成工程では、５０℃以上１２０℃以下の温度でＰＴＯ塗布膜１２を加熱することが好ましい。
【００５７】
これにより、大きな（１００）強度を有し、均一的な圧電膜を得ることができる。
【００５８】
次に、本発明の第２実施形態に係る圧電膜の製造方法について図８を参照して説明する。図８は同実施形態の製造方法の説明に供するフロー図である。
【００５９】
本実施形態では、ＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）処理によりＰＺＴからなる圧電薄膜層を形成している。
【００６０】
つまり、ＰＴＯ塗布膜形成工程を行って、ＰＴＯ塗布膜１２を基板１０上に塗布して形成した後、アモルファス層形成工程を行って、１２０℃でＰＴＯ塗布膜１２を加熱処理（熱処理１）し、ＰＴＯアモルファス膜１３を形成する。
【００６１】
次いで、上記ＰＴＯアモルファス膜１３の上に、ＰＺＴ塗布膜１４を形成し、熱処理（熱処理２）する。
【００６２】
このプロセス（塗布→熱処理２）を複数回（例えば３回）繰り返して形成した後、ＲＴＡによって６００℃以上で焼結処理する（焼結）を行う。
【００６３】
また、上記プロセスを繰り返して、目的とする厚さの厚膜を形成することができる。
【００６４】
ＲＴＡでアニール処理を行って圧電薄膜層１６を形成する場合、図９に示すように、レーザアニールと同じように、ＰＴＯアモルファス膜１３の処理温度が高くなると、ＰＺＴからなる圧電薄膜層１６で構成される圧電膜１１のＸ線回折強度における（１００）強度が弱くなる。
【００６５】
ＰＴＯ塗布膜１２を加熱する温度をＰＴＯ塗布膜が結晶化する６００℃とすると、形成された圧電膜１１の（１００）強度は、１２０℃で加熱処理された圧電層１１の（１００）強度の約１／４となる。
【００６６】
したがって、本実施形態では、前記ＰＴＯ塗布膜が結晶化される温度より低い温度（本実施形態でも３００℃以下）で、前記ＰＴＯ塗布膜を加熱することにより、主成分がチタン酸鉛からなるアモルファス層を形成する。
【００６７】
これにより、ＰＴＯ塗布膜１２が結晶化する６００℃で加熱処理する製造方法（比較例）よりも圧電膜１１の（１００）強度を約４倍にすることができる。
【００６８】
次に、本発明に係る圧電素子の製造方法について図１０を参照して説明する。図１０は同圧電素子の製造方法の説明に供する層構成の模式的説明図である。
【００６９】
ここでは、前記第１実施形態又は第２実施形態に係る圧電膜の製造方法で形成した圧電膜を用いて圧電素子を製造する。
【００７０】
まず、支持基板となる厚さ５００μｍ程度のシリコン基板Ｓｉ２１を準備する。そして、シリコン（Ｓｉ）基板２１の一方の側に、周知の方法により、膜厚６００ｎｍ程度のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）２２、膜厚５０ｎｍ程度の酸化チタン膜（ＴｉＯｘ膜）２３、下部電極となる膜厚１００ｎｍ程度の白金（Ｐｔ）膜２４を順次積層して、基板２０とする。なお、シリコン基板２１には、１×１０１６／ｃｍ３程度の濃度の不純物Ｂ（ボロン）がドーピングされている。
【００７１】
そして、基板１０上の白金（Ｐｔ）膜２４上に、第１実施形態に係るＰＺＴ、例えばＰＺＴ（５３/４７）の多層結晶膜（圧電薄膜層）からなる圧電膜３１を形成する。
【００７２】
次に、圧電膜３１上の所定領域に、例えば、スパッタリング法等を用いて、膜厚１００ｎｍ程度の上部電極となる白金（Ｐｔ）膜２５を形成し、圧電素子３０を完成させる。
【００７３】
この圧電素子は、Ｚｒ／Ｔｉ比率一定で圧電定数が大きい。また、Ｐｂ過剰量も適当であり、圧電素子の安定性が良い。
【００７４】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの一例について図１１を参照して説明する。図１１は同液体吐出ヘッドの模式的断面説明図である。
【００７５】
この液体吐出ヘッド１００は、液滴を吐出するノズル１０１が形成されたノズル板１０２と、ノズル１０１が連通する流路（圧力室）１０３を形成する流路板１０４と、圧力室１０３の壁面の形成する振動板１０５とが積層されている。
【００７６】
そして、振動板１０５の圧力室１０３と反対側の面に圧電素子１４０からなる圧電アクチュエータが設けられている。
【００７７】
圧電素子１４０は、振動板１０５上に、第１の電極（下部電極）１４２、圧電膜１４３、第２の電極（上部電極）１４４を順次積層形成したものである。
【００７８】
この液体吐出ヘッド１００は、上部電極１４４と下部電極１４２の間に電圧を与えることで、圧電膜１４３が電極積層方向、すなわち電界方向に伸張し、振動板１０５と平行な方向に収縮する。
【００７９】
このとき、下部電極１４２側は振動板１０５で拘束されているため、振動板１０５の下部電極１４２側に引っ張り応力が発生し、振動板１０５が圧力室１０３側に撓み、内部の液体を加圧することで、ノズル１０１から液滴が吐出される。
【００８０】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの他の例について図１２を参照して説明する。図１２は同液体吐出ヘッドの模式的断面説明図である。
【００８１】
この液体吐出ヘッド１００は、振動板１０５及び下部電極１４２を共通にして４つの圧電素子１４０を配置し、ノズル１０１を複数配列したノズル列を４列備える構成したものとである。
【００８２】
次に、本発明に係る画像形成装置の一例について図１３を参照して説明する。図１３は同画像形成装置の平面説明図である。
【００８３】
この画像形成装置は、シリアル型インクジェット記録装置であり、図示しない左右の側板に横架した主ガイド部材４０１及び図示しない従ガイド部材でキャリッジ４０３を移動可能に保持している。そして、主走査モータ４０５によって、駆動プーリ４０６と従動プーリ４０７間に架け渡したタイミングベルト４０８を介して主走査方向（キャリッジ移動方向）に往復移動する。
【００８４】
このキャリッジ４０３には、本発明に係る液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド４０４を搭載している。記録ヘッド４０４は、例えば、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出する４列のノズル列４０４ｎを有している。また、記録ヘッド４０４は、複数のノズルからなるノズル列４０４ｎを主走査方向と直交する副走査方向に配置し、滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００８５】
一方、用紙４１０を搬送するために、用紙を静電吸着して記録ヘッド４０４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト４１２を備えている。この搬送ベルト４１２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ４１３とテンションローラ４１４との間に掛け渡されている。
【００８６】
そして、搬送ベルト４１２は、副走査モータ４１６によってタイミングベルト４１７及びタイミングプーリ４１８を介して搬送ローラ４１３が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。この搬送ベルト４１２は、周回移動しながら図示しない帯電ローラによって帯電（電荷付与）される。
【００８７】
さらに、キャリッジ４０３の主走査方向の一方側には搬送ベルト４１２の側方に記録ヘッド４０４の維持回復を行う維持回復機構４２０が配置され、他方側には搬送ベルト４１２の側方に記録ヘッド４０４から空吐出を行う空吐出受け４２１がそれぞれ配置されている。
【００８８】
維持回復機構４２０は、例えば記録ヘッド４０４のノズル面（ノズル４が形成された面）をキャッピングするキャップ部材４２０ａ、ノズル面を払拭するワイパ部材４２０ｂなどで構成されている。
【００８９】
また、キャリッジ４０３の主走査方向に沿って両側板間に、所定のパターンを形成したエンコーダスケール４２３を張装し、キャリッジ４０３にはエンコーダスケール４２３のパターンを読取る透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ４２４を設けている。これらのエンコーダスケール４２３とエンコーダセンサ４２４によってキャリッジ４０３の移動を検知するリニアエンコーダ（主走査エンコーダ）を構成している。
【００９０】
また、搬送ローラ４１３の軸にはコードホイール４２５を取り付け、このコードホイール４２５に形成したパターンを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ４２６を設けている。これらのコードホイール４２５とエンコーダセンサ４２６によって搬送ベルト４１２の移動量及び移動位置を検出するロータリエンコーダ（副走査エンコーダ）を構成している。
【００９１】
このように構成したこの画像形成装置においては、図示しない給紙トレイから用紙４１０が帯電された搬送ベルト４１２上に給紙されて吸着され、搬送ベルト４１２の周回移動によって用紙４１０が副走査方向に搬送される。
【００９２】
そこで、キャリッジ４０３を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド４０４を駆動することにより、停止している用紙４１０にインク滴を吐出して１行分を記録する。そして、用紙４１０を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙４１０の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙４１０を図示しない排紙トレイに排紙する。
【００９３】
なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。
【００９４】
また、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。
【００９５】
また、「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用いる。
【００９６】
また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。
【００９７】
また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。
【符号の説明】
【００９８】
１、２１  シリコン基板
４、２４  白金（Ｐｔ）膜
１０  基板
１１  圧電膜
１２  ＰＴＯ塗布膜
１３  ＰＴＯアモルファス膜
１４  ＰＺＴ塗布膜
１５  ＰＺＴアモルファス膜
１６  ＰＺＴ結晶膜（圧電薄膜層）
３０  圧電素子
３１  圧電膜
１００  液体吐出ヘッド
４０３  キャリッジ
４０４  記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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