CN100576592C - 促动器装置以及液体喷射头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具备与基底的密接力高的下电极的促动器装置以及液体喷射头。该促动器装置具备：压电元件，其由设置于基板一面侧的下电极、设置于该下电极上的压电体层以及设置于该压电体层上的上电极构成，所述下电极含有贵重金属，用二次离子质谱分析装置(SIMS)在厚度方向上测定所述下电极时，在所述下电极的所述基板侧的边界检测出的氧离子的强度Z1、和在所述下电极的所述基板侧的边界检测出的所述贵重金属的离子的强度Z2之比Z1/Z2为0.2以上。

Description

促动器装置以及液体喷射头
技术领域
本发明涉及促动器装置以及液体喷射头，其在振动膜上具备由下电极、由压电材料构成的压电体层和上电极构成的压电元件。
背景技术
作为应用于促动器装置的压电元件，有呈现机电变换功能的压电材料，例如，结晶化的压电性陶瓷等所形成的压电体层被下电极和上电极2个电极夹持的构成。此种促动器装置，一般被称为挠曲振动模式的促动器装置，例如，被搭载于液体喷射头等上而使用。并且，作为液体喷射头的代表例子，例如有喷墨式记录头等，所述喷墨式记录头由振动膜构成与喷出墨滴的喷嘴开口连通的压力产生室的一部分，通过压电元件使该振动膜变形，对压力产生室的墨水加压，从喷嘴开口喷出墨滴。另外，作为搭载于喷墨式记录头的促动器装置，例如有如下装置：通过成膜技术使压电体膜以及上电极膜在整个面上形成于设有下电极的基板上，将该压电体层以及上电极膜通过光刻法划分为对应压力产生室的形状，以各压力产生室独立的方式形成压电元件。
应用于此种喷墨式记录头等的促动器装置，因为被反复驱动，因此存在着下电极膜可能从构成振动膜等的基底剥离的问题。此处，关于振动膜含有由氧化锆(ZrO2)构成的绝缘体膜的促动器装置，公开了如下文献(参照专利文献1)：通过该氧化锆结晶的(-111)面优先取向等、对绝缘体膜的结晶进行改良，来改善与绝缘体膜的上层即下电极等的密接性。
专利文献1：日本特开2005-176433号公报(权利要求书、段落0009、0011等)
但是，为了提高促动器装置的耐久性以及可靠性，要求进一步提高密接性。当然，这样的问题，不仅存在于搭载于喷墨式记录头等的液体喷射头上的促动器装置，也同样存在于搭载于其他装置上的促动器装置。
发明内容
鉴于该情况，本发明的课题是，提供具备与基底的密接力高的下电极的促动器装置以及液体喷射头。
解决上述课题的本发明的第1实施方式是一种促动器装置，其特征在于，具备：压电元件，其由设置于基板一面侧的下电极、设置于该下电极上的压电体层以及设置于该压电体层上的上电极构成，所述下电极含有贵重金属，用二次离子质谱分析装置(SIMS)在厚度方向上测定所述下电极时，在所述下电极的所述基板侧的边界检测出的氧离子的强度Z1、和在所述下电极的所述基板侧的边界检测出的所述贵重金属的离子的强度Z2之比Z1/Z2为0.2以上。
所述第1方式，因为在下电极的基板侧的边界氧离子相对于贵重金属离子的比为0.2以上，所以与下电极相接的层与下电极的密接性高。进而，下电极从基板的剥离被抑制，成为耐久性以及可靠性优越的促动器装置。
本发明的第2实施方式的促动器装置，如本发明的第1实施方式所述，其特征在于，所述基板上设有构成振动膜的基底层，在该基底层上设有所述下电极。
所述第2方式，基板上具有构成振动膜的基底层，成为该基底层与下电极的密接性高的促动器装置。
本发明的第3实施方式的促动器装置，如本发明的第2实施方式所述，其特征在于，所述基底层是从SiO2层、ZrO2层以及Zr1-XMXOY(0.01≤X≤0.15，Y＝2.0±α，α是化学计量上容许的值，M是周期表的IIA族元素、IIIA族元素或IIIB族元素)层中选择的至少一层。
所述第3方式，成为下电极与上述各层的密接性高的促动器装置。
本发明的第4实施方式的促动器装置，如本发明的第3实施方式所述，其特征在于，所述基底层为ZrO2层，所述ZrO2层是平均结晶粒径为20～100nm的柱状结晶，(-111)面优先取向。
所述第4方式，ZrO2层是平均结晶粒径为20～100nm的柱状结晶，且(-111)面优先取向时，ZrO2层的结晶是规定的结晶，ZrO2层的表面变得平滑，下电极与ZrO2层的密接力可靠地提高。
本发明的第5实施方式的促动器装置，如本发明的第3实施方式所述，其特征在于，所述基底层为Zr1-XMXOY层，所述M是从Y以及Ca中选择的至少一种。
所述第5方式，Zr1-XMXOY(M是从Y以及Ca中选择的至少一种)层与下电极的密接力提高。
本发明的第6方式是一种液体喷射头，其特征在于，作为用于喷射液体的液体喷出机构，具备第1～5实施方式中任意一种方式的促动器装置。
所述第6方式，能够实现耐久性以及可靠性优越的液体喷射头。
附图说明
图1是表示实施方式1的记录头的概略结构的分解立体图；
图2是实施方式1的记录头的要部俯视图；
图3是实施方式1的记录头的截面图；
图4是表示实施方式1的记录头的制造工序的截面图；
图5是表示实施方式1的记录头的制造工序的截面图；
图6是表示实施方式1的记录头的制造工序的截面图；
图7是表示实施方式1的记录头的制造工序的截面图；
图8是表示实施方式1的记录头的制造工序的截面图；
图9是说明试验例1的方法的图；
图10是表示试验例1以及试验例2的结果的图；
图11是表示实施例1的下电极膜的SIMS测定结果的图；
图12是表示比较例1的下电极膜的SIMS测定结果的图；
图13是表示比较例2的下电极膜的SIMS测定结果的图。
图中：10-流路形成基板；12-压力产生室；13-连通部；14-供墨路；20-喷嘴板；21-喷嘴开口；30-保护基板；31-贮存室部；32-压电元件保持部；40-柔性基板；60-下电极膜；70-压电体层；71-压电体前体膜；72-压电体膜；80-上电极膜；90-引线电极；100-贮存室；300-压电元件；320-压电体有源部。
具体实施方式
以下根据实施方式详细说明本发明。
实施方式1
图1是表示喷墨式记录头的概略结构的分解立体图，是具备本发明的实施方式1的促动器装置的液体喷射头的一个例子。图2是喷墨式记录头的要部俯视图，图3是图2的A-A′截面图。
如图所示，流路形成基板10，在本实施方式中由单晶硅基板构成，其一面形成由预热氧化形成的二氧化硅构成的、厚度0.5～2μm的弹性膜50。流路形成基板10，在其宽度方向(横向)上，并设有被隔壁11划分的多个压力产生室12。另外，在流路形成基板10的压力产生室12的长度方向一端部侧，供墨路14和连通路15被隔壁11划分。另外，连通路15的一端，形成有连通部13，其构成作为各压力产生室12的共用墨水室(液体室)的贮存室100的一部分。即，流路形成基板10设置有由压力产生室12、连通部13、供墨路14以及连通路15组成的液体流路。
供墨路14，连通压力产生室12的长度方向一端部侧，并且具有小于压力产生室12的截面积。例如，在本实施方式中，供墨路14通过将贮存室100与各压力产生室12之间的压力产生室12侧的流路沿宽度方向节流，形成了小于压力产生室12宽度的宽度。并且，像这样在本实施方式中，从一侧对流路宽度进行节流而形成供墨路14，但是也可以从两侧对流路宽度进行节流而形成供墨路。另外，也可以不对流路宽度进行节流，而从厚度方向上进行节流而形成供墨路。并且，各连通路15，与供墨路14的跟压力产生室12相反侧连通，具有大于供墨路14的宽度方向(横向)的截面积。在本实施方式中，连通路15与压力产生室12形成有相同截面积。
即，流路形成基板10中，被多个隔壁11划分而设有：压力产生室12；供墨路14，其截面积小于压力产生室12的横向的截面积；连通路15，其与该供墨路14连通，并且截面积大于供墨路14的横向的截面积，与压力产生室12的截面积相同。
还有，流路形成基板10的开口面侧，通过粘接剂或热熔敷薄膜等固定有喷嘴板20，其穿设有与各压力产生室12的跟供墨路14相反侧的端部附近连通的喷嘴开口21。并且，喷嘴板20，厚度例如是0.01～1mm，线膨胀系数为300℃以下，例如由2.5～4.5[×10-6/℃]的玻璃陶瓷、单晶硅基板或不锈钢等构成。
另一方面，流路形成基板10的与开口面相反侧，如上所述，形成有由二氧化硅构成且厚度例如约1.0μm的弹性膜50，该弹性膜50上，例如，层叠形成有由氧化锆(ZrO2)构成的厚度例如约0.3～0.4μm的绝缘体膜55。另外，在本实施方式中，流路形成基板10上，设有由二氧化硅(SiO2)形成的弹性膜50以及氧化锆(ZrO2)形成的绝缘体膜55，但是，设于流路形成基板10上的膜的种类不被特别限定，可以是氧化膜例如SiO2层、ZrO2层或Zr1-XMXOY(0.01≤X≤0.15，Y＝2.0±α，α是化学计量上容许的值，M是周期表的IIA族元素、IIIA族元素或IIIB族元素，优选M是从Y以及Ca中选择的至少一种)层的一层，也可以是层叠这些层而成的结构。设ZrO2层作为绝缘体膜55时，优选是平均结晶粒径为20～100nm的柱状结晶，且(-111)面优先取向。ZrO2层的品质良好，ZrO2层的表面平滑，ZrO2层的下层以及上层的密接性变得良好，抑制各层剥离，成为耐久性和可靠性优越的促动器装置。比起表面粗糙的ZrO2层，表面平滑的ZrO2层能够提高与和该面相接的层的密接性。并且，在本说明书中，所谓平均结晶粒径，是指与电极膜平行的面方向的柱状结晶的结晶粒径，是通过由SEM或AFM得到的像的图像处理而求得的值。
另外，绝缘体膜55上，形成有压电元件300，其由厚度例如约0.1～0.3μm的下电极膜60、厚度例如约0.5～5μm的压电体层70、和厚度例如约10～200nm的上电极膜80形成。
此处，压电元件300，指包含下电极膜60、压电体层70以及上电极膜80的部分。一般说来，压电元件300的任意一电极作为共用电极，另一电极以及压电体层70在每个压力产生室12中构图而构成。而且，此处将由被构图的任意一电极以及压电体层70构成、且向两电极施加电压从而产生压电变形的部分叫做压电体有源部320。在本实施方式中，将下电极膜60作为压电元件300的共用电极，将上电极膜80作为压电元件300的独立电极，不过根据驱动电路或配线的情况，与此相反也没关系。不论是哪种情况，每个压力产生室12都形成有压电体有源部320。另外在本实施方式中，如图3所示，下电极膜60、压电体层70以及上电极膜80以上电极膜80侧的宽度变窄的方式构图，其侧面呈倾斜面。另外，此处，压电元件300与因该压电元件300的驱动而产生变位的振动膜合在一起称为促动器装置。在上述例中，弹性膜50、绝缘体膜55以及下电极膜60作为振动膜发挥作用。当然，并不限定于此，例如，也可以不设置弹性膜50、绝缘体膜55，只将下电极膜60作为振动膜进行作用。
下电极膜60含有贵重金属。并且，用二次离子质谱分析装置(SIMS)在厚度方向上测定下电极膜60时，如图11所示，在下电极膜60的绝缘体膜55侧的边界(图11中，用箭头表示)检测出O离子和贵重金属离子，该O离子的强度Z1与贵重金属离子的强度Z2之比Z1/Z2为0.2以上，优选0.5以上。如后述实施例所示，通过满足该范围，由此作为下电极膜60的基底层的绝缘体膜55与下电极膜60的密接力显著提高，可以防止下电极膜60从绝缘体膜55剥离。
作为下电极膜60含有的贵重金属，可列举铂族(Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt)、金、银，下电极膜60可以含有这些贵重金属中的一种或多种。含有多种的情况下，用SIMS测量时，在下电极膜60的与绝缘体膜55侧的边界，检测出多种贵重金属离子，O离子与这些贵重金属离子中被最强地检测出的贵重金属离子的强度Z3的比Z1/Z3如果在0.2以上，则绝缘体膜55与下电极膜60的密接力提高。例如，下电极膜60含有Pt、Ir、Ti以及TiOX(0.1≤x≤2)时，通过使与绝缘体膜55的边界面的O离子与Pt离子的比处于上述范围，绝缘体膜55与下电极膜60的密接力提高。
另外在本实施方式中，作为构成压电元件300的压电体层70的材料(压电材料)，例如可使用锆钛酸铅(PZT)等强介电性压电性材料，或在其中添加了铌、镍、镁、铋或钇等金属的松散强电介体等。作为其组成，例如可列举PbTiO3(PT)、PbZrO3(PZ)、Pb(ZrxTi1-x)O3(PZT)、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)、Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PZN-PT)、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PNN-PT)、Pb(In1/2Nb1/2)O3-PbTiO3(PIN-PT)、Pb(Sc1/2Ta1/2)O3-PbTiO3(PST-PT)、Pb(Sc1/2Nb1/2)O3-PbTiO3(PSN-PT)、BiScO3-PbTiO3(BS-PT)、BiYbO3-PbTiO3(BY-PT)等。另外，作为上电极膜80，可列举Ir、Pt、钨(W)、钽(Ta)、钼(Mo)等各金属中的任意一种，或者它们的合金或氧化铱等金属氧化物。
然后，压电元件300的独立电极即各上电极膜80，从供墨路14侧的端部附近被引出，延设至绝缘体膜55上，例如，连接于金(Au)等构成的引线电极90。
并且，形成有压电元件300的流路形成基板10上，与压电元件相对的区域中，用粘接剂35接合有具备压电元件保持部32的保护基板30，压电元件保持部32具备不阻碍压电元件300运动程度的空间。并且，压电元件保持部32，只要具备不阻碍压电元件300运动程度的空间就可以，该空间密封不密封都可以。
另外，保护基板30中，与连通部13相对的区域，设有贮存室部31，该贮存室部31，如上所述，与流路形成基板10的连通部13连通，构成作为各压力产生室12的共同墨水室的贮存室100。另外，保护基板30的压电元件保持部32和贮存室部31之间的区域，设有在厚度方向上贯通保护基板30的贯通孔33，该贯通孔33内，露出下电极膜60的一部分以及引线电极90的顶部。
另外，保护基板30上，为了驱动压电元件300，固定有图中未表示的驱动电路，驱动电路和引线电极90通过由接合线等导电性线构成的连接配线进行电连接。
作为保护基板30，优选使用热膨胀率与流路形成基板10大致相同的材料，例如，玻璃、陶瓷材料等，在本实施方式中，使用与流路形成基板10相同材料的单晶硅基板形成。
保护基板30上，接合有由密封膜41以及固定板42构成的柔性基板40。此处，密封膜41由刚性低、具有挠性的材料(例如，厚度为6μm的聚苯硫醚(PPS)膜)构成，该密封膜41密封贮存室部31的一面。另外，固定板42由金属等硬质材料(例如，厚度为30μm的不锈钢(SUS)等)形成。该固定板42的与贮存室100相对的区域，成为在厚度方向上被完全除去的开口部43，因此，贮存室100的一面只被具有挠性的密封膜41密封。
在像这样的本实施方式的喷墨式记录头中，从未图示的外部供墨机构取入墨水，从贮存室100到喷嘴开口21的内部充满墨水后，按照来自驱动电路的记录信号，向对应压力产生室12的各下电极膜60以及上电极膜80之间施加电压，使弹性膜50、绝缘体膜55、下电极膜60以及压电体层70发生弹性变形，由此，各压力产生室12内的压力升高，从喷嘴开口21喷出墨滴。在本实施方式中，因为绝缘体膜55和下电极膜60的密接力高，即使驱动促动器装置发生挠曲变形，下电极膜60也不会发生剥离，耐久性以及可靠性优越。
此处，关于喷墨式记录头的制造方法，参照图4～图8说明。并且，图4～图8是压力产生室的纵向的截面图。首先，如图4(a)所示，将硅晶片即流路形成基板用晶片110在约1100℃的扩散炉中热氧化，其表面形成构成弹性膜50的二氧化硅膜51。并且，在本实施方式中，作为流路形成基板用晶片110，使用膜厚约为625μm、比较厚的高刚性的硅晶片。
下面，如图4(b)所示，弹性膜50(二氧化硅膜51)上，形成氧化锆构成的绝缘体膜55。具体来说，弹性膜50(二氧化硅膜51)上，例如通过溅射法等形成锆(Zr)层后，将该锆层在例如500～1200℃的扩散炉中热氧化，由此，形成氧化锆(ZrO2)构成的绝缘体膜55。
下面，如图5(a)所示，例如，通过DC磁控管溅射法等形成由Ti膜61、Pt膜62、Ir膜63构成的下电极膜60。具体来说，首先，绝缘体膜55上形成Ti构成的Ti膜61后，在Ti膜61上形成Pt构成的Pt膜62。然后，在Pt膜62上形成Ir构成的Ir膜63。并且，通过设置Ir膜63，在后工序烧成压电体层70，形成结晶时，能够防止Ti膜61的Ti向压电体层70扩散，并且能够抑制压电体层70的成分向弹性膜50侧扩散。代替该Ir膜63，也可以设置以从钯(Pd)、铑(Ph)、钌(Ru)以及锇(Os)所构成的组中选择的至少一种元素为主成分的膜。
下面，在下电极膜60上，用溅射法例如DC溅射法，将钛(Ti)涂敷1次以上，在本实施方式中通过2次涂敷而得到规定厚度的种钛层(图中未表示)。该种钛层为取向控制层，控制形成于种钛层上的作为压电体层70的压电体膜72的取向。若像这样设置种钛等取向控制层，则压电体膜72的结晶以钛结晶为核成长，从而大幅度提高压电体膜72的取向度等的结晶性。另外，如果压电体层70的结晶性没有特别的问题，则也可以不设置此取向控制层。在设有取向控制层的情况下，制造出的促动器装置的下电极膜60与压电体层70之间，含有构成取向控制层的物质的层有时残存。例如，在下电极膜60上设置种钛层作为取向控制层时，会残留有少许氧化钛构成的层。
下面，在如此形成的种钛层上，形成由锆钛酸铅(PZT)构成的压电体层70。此处，在本实施方式中，将金属有机物溶解、分散于溶剂在中而成的所谓溶胶涂敷干燥后，凝胶化而形成压电体前体膜71，进而高温烧成，由此得到由金属氧化物构成的压电体层70，利用所谓溶胶-凝胶法形成压电体层70。另外，作为压电体层70的材料，不限定于锆钛酸铅，例如，也可以使用上述的松散强电介体(例如，PMN-PT、PZN-PT、PNN-PT等)等其它压电材料。另外，压电体层70的制造方法，不限定于溶胶-凝胶法，例如，也可以使用MOD(Metal-Organic Decomposition)法、溅射法等。只要是烧成薄膜的压电体前体膜使其结晶化的方法，则制造压电体层70的方法不被限定。
作为压电体层70的具体形成顺序，首先，如图5(b)所示，在下电极膜60上形成PZT前体膜即压电体前体膜71。即，在形成有下电极膜60的流路形成基板10上涂敷含有金属有机化合物的溶胶(溶液)，形成膜厚例如是0.1μm左右的压电体前体膜71(涂敷工序)。接着，将该压电体前体膜71加热至规定温度，干燥一定时间(干燥工序)。然后，通过将干燥后的压电体前体膜71加热至规定温度，保持一定时间来进行脱脂(脱脂工序)。并且，此处所说的脱脂，是使压电体前体膜71含有的有机成分例如作为NO2、CO2、H2O等脱离。
接着，如图5(c)所示，将压电体前体膜71加热至规定温度，保持一定时间而使其结晶化，形成压电体膜72(烧成工序)。并且，作为干燥工序、脱脂工序以及烧成工序中使用的加热装置，例如，可列举通过紫外线灯的照射来进行加热的RTA(Rapid Thermal Annealing)或加热板等。
接着，如图6(a)所示，在压电体膜72上形成规定形状的抗蚀剂400。然后，如图6(b)所示，以抗蚀剂400为掩模，对下电极膜60以及压电体膜72的第1层同时进行构图，使得它们的侧面倾斜。
接着，剥离抗蚀剂400后，多次重复由上述的涂敷工序、干燥工序、脱脂工序以及烧成工序构成的压电体膜形成工序，形成由多个压电体膜72构成的压电体层70，由此，如图6(c)所示，形成由多个压电体膜72构成的规定厚度的压电体层70。例如，在每次溶胶的膜厚为0.1μm左右时，例如，由10层压电体膜构成的压电体层70整体的膜厚约为1.1μm左右。另外，虽然在本实施方式中，层叠设置了压电体膜72，但也可以只有1层。
像这样在形成压电体层70的工序，Ti膜61、Pt膜62以及Ir膜63也被加热，形成合金化的下电极膜60。然后，通过这些金属氧化，下电极膜60含有氧元素。进而，通过调整加热条件等，在下电极膜60与绝缘体膜55的边界，可以调整由SIMS检测出的氧离子和贵重金属离子的强度比。
像这样形成压电体层70后，如图7(a)所示，通过溅射法等形成在压电体层70上的整个面上由铱(Ir)构成的上电极膜80，在与各压力产生室12相对的区域进行构图，形成由下电极膜60、压电体层70和上电极膜80构成的压电元件300。并且，在压电体层70和上电极膜80的构图中，可以通过形成为规定形状的抗蚀剂(图中未表示)进行干式蚀刻，来一并进行。并且，在这样的干式蚀刻中，如果预先使抗蚀剂的侧面倾斜，则压电体层70以及上电极膜80构图为上电极膜80侧的宽度变窄，其侧面成为倾斜面。
接着，如图7(b)所示，在流路形成基板用晶片110的整个面上，例如，形成金(Au)等构成的引线电极90后，例如，通过抗蚀剂等构成的掩模图案(图中未表示)，在各压电元件上进行构图。
接着，如图7(c)所示，流路形成基板用晶片110的压电元件300侧，用粘接剂35接合130，其是硅晶片且作为多个保护基板30。并且，该保护基板用晶片130，例如，因为具有400μm左右的厚度，所以通过接合保护基板用晶片130，流路形成基板用晶片110的刚性显著提高。此处，流路形成基板用晶片110上接合了保护基板用晶片130后，将流路形成基板用晶片110减薄至规定的厚度。
下面，如图8(a)所示，将流路形成基板用晶片110减薄至某程度的厚度。并且，在流路形成基板用晶片110上新形成掩模膜52，构图为规定形状。
然后，如图8(b)所示，通过掩模膜52利用KOH等碱溶液对流路形成基板用晶片110进行各向异向性蚀刻(湿式蚀刻)，由此形成与压电元件300对应的压力产生室12、连通部13、供墨路14以及连通路15等。
之后，流路形成基板用晶片110以及保护基板用晶片130的外周边缘部的不要部分，例如，通过切割等切断除去。然后，在除去流路形成基板用晶片110的与保护基板用晶片130相反侧的面的二氧化硅膜51之后，接合穿设有喷嘴开口21的喷嘴盘20，并且，将柔性基板40接合于保护基板用晶片130，将流路形成基板用晶片110等分割为如图1所示的一个芯片尺寸的流路形成基板10等，由此形成本实施方式的喷墨式记录头。
以下，根据实施例以及比较例进一步进行详细说明。
(实施例1)
根据上述实施方式，制造了促动器装置。具体说来，如表1中PZT成膜前构造所示，在厚度625μm的硅基板上，按顺序设置厚度1μm的SiO2膜以及厚度400nm的ZrO2膜，在其上通过溅射法形成厚度70nm的Ti膜、厚度80nm的Pt膜、厚度10nm的Ir膜。然后，利用PZT组成为Pb/(Zr+Ti)＝1.18、Zr/(Zr+Ti)＝0.517的溶胶，通过取向控制层在下电极膜上形成PZT构成的压电体层。另外，烧成利用该溶胶形成的第1层压电体前体膜后，进行3次每次在其上形成3层压电体前体膜时都进行烧成的工序，从而制作厚度为1.1μm的压电体层。此时的烧成条件，4次都是700℃、5分钟。之后，在压电体层上设置厚度为50nm的由Ir构成的上电极，制造促动器装置。制造出的促动器装置的构成如表1所示。
(比较例1)
令Ti膜的膜厚为50nm，制作了促动器装置。
(比较例2)
令Ti膜的膜厚为20nm，制作了促动器装置。
(试验例1)
关于实施例1以及比较例1～2的促动器装置，Frontier Semiconductor公司利用m-ELT(Modified-Edge Lift Off Technique)法，评价了ZrO2膜和下电极膜的密接力。具体如下：如图9所示，首先，将压电体层70从下电极膜60剥离，在下电极膜60上涂敷厂家保证了预残留应力温度特性的Epoxy树脂600，在177℃硬化后，整个硅基板制作20个分割为约1.2cm的小方形。在测定板上并排该分割试料并设置于装置中，用液氮从常温以3℃/min的速度降温至-170℃。此时，试料上部的监视器记录温度每下降1℃，电极膜60有无从绝缘体膜55(ZrO2膜)剥离。求出在-170℃时，发生了剥离的分割试料。结果如表1以及图10所示。
(试验例2)
对上述m-ELT试验后的实施例1以及比较例1～2的促动器装置，即，剥离了绝缘体膜55(ZrO2膜)以及压电体层70的状态的下电极膜60，在厚度方向上用二次离子质谱分析装置(SIMS)进行了测定。图11表示实施例1的结果，图12表示比较例1的结果，图13表示比较例2的结果。并且，各图的左侧是绝缘体膜55侧，右侧是压电体层70侧。从图11～图13中，求出了下电极膜60与绝缘体膜55(ZrO2膜)的边界处(图中，用箭头表示)的O离子/Pt离子(强度比)。结果如表1以及图10所示。
其结果是，在下电极膜60与绝缘体膜55(ZrO2膜)边界处检测出的O离子/Pt离子(强度比)为0.2以上的实施例1，与比较例1～2相比，剥离率极低，密接力高。另外，虽然实施例1和比较例1，从ZrO2膜侧具有依次由Pt和Ti的合金层、TiOX和Pt的合金层、Pt层、Ir层构成的相同的层结构，但是由于O离子/Pt离子(强度比)的差别，剥离率也有很大差别。
[表1]
Figure C20071015284700151
并且，该实施例1所示的PZT成膜前膜构造的硅基板、SiO2膜、ZrO2膜、Ti膜、Pt膜、Ir膜、取向控制层、压电体层的厚度不限定于该构造，只要O离子/Pt离子(强度比)为0.2以上，则可以说能得到高密接力。另外，PZT的组成也不限于实施例1的组成。
(其它实施方式)
以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但是本发明的基本构成并不限于上述实施方式1。例如，在上述实施方式1中，作为液体喷射头的一个例子举例说明了喷墨式记录头，但是本发明的对象是所有液体喷射头，当然也可以适用于喷射墨水以外液体的液体喷射头。作为其它液体喷射头，例如，可以列举用于打印机等图像记录装置的各种记录头、用于液晶显示器等的滤色器的制造的色材喷射头、用于有机EL显示器、FED(场致发射显示器)等的电极形成的电极材料喷射头、用于生物芯片制造的生物有机物喷射头等。并且，本发明当然不仅适用于搭载于液体喷射头(喷墨式记录头等)上的促动器装置，还适用于搭载于所有装置上的促动器装置。

Claims (5)

1.一种促动器装置，其特征在于，
具备：振动膜，其设置于基板一面侧；压电元件，其由设置于该振动膜上的下电极、设置于该下电极上的压电体层以及设置于该压电体层上的上电极构成，
在所述基板上设有构成振动膜的基底层，在该基底层上设有所述下电极，
所述下电极含有Ir、Pt、Ti以及TiOX，其中，0.1≤x≤2，用二次离子质谱分析装置即SIMS在厚度方向上测定所述下电极时，在所述下电极的所述基板侧的边界检测出的氧离子的强度Z1、和在所述下电极的所述基板侧的边界检测出的Ir、Pt、Ti的离子中被最强地检测出的强度Z2之比Z1/Z2为0.2以上。
2.如权利要求1所述的促动器装置，其特征在于，
所述基底层是从SiO2层、ZrO2层以及Zr1-XMXOY层中选择的至少一层，其中，0.01≤X≤0.15，Y＝2.0±α，α是化学计量上容许的值，M是周期表的IIA族元素、IIIA族元素或IIIB族元素。
3.如权利要求2所述的促动器装置，其特征在于，
所述基底层为ZrO2层，所述ZrO2层是平均结晶粒径为20～100nm的柱状结晶，(-111)面优先取向。
4.如权利要求2所述的促动器装置，其特征在于，
所述基底层为Zr1-XMXOY层，所述M是从Y以及Ca中选择的至少一种。
5.一种液体喷射头，其特征在于，
作为用于喷射液体的液体喷出机构，具备权利要求1～4中任意一项所述的促动器装置。
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