JP2006253477A - 圧電素子およびその製造方法、合金膜、インクジェット式記録ヘッド、インクジェットプリンタ、並びに、圧電ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 良好な信頼性を有する圧電素子およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明に係る圧電素子１０は，
基板１と、
基板１の上方に形成された第１電極４と、
第１電極４の上方に形成された圧電体層５と、
圧電体層５の上方に形成された第２電極６と、を含み、
第１電極４は、ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方を含む合金膜４０を有し、
合金膜４０は、さらに，ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方よりもヤング率が低い添加金属を含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、圧電素子およびその製造方法、合金膜、インクジェット式記録ヘッド、インクジェットプリンタ、並びに、圧電ポンプに関する。

高画質、高速印刷を可能にするプリンタとして、インクジェットプリンタが知られている。インクジェットプリンタ用のインクジェット式記録ヘッドにおける圧電素子の特性向上には、圧電体層の構成も重要だが、例えば、電極の構成も重要となってくる。電極の構成としては、従来、例えばＰｔ膜、Ｉｒ膜などが用いられている。
特開２００１−２２３４０４号公報

本発明の目的は、良好な信頼性を有する圧電素子およびその製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、良好な信頼性を有する合金膜を提供することにある。さらに、本発明の他の目的は、上記圧電素子を用いたインクジェット式記録ヘッド、インクジェットプリンタ、および圧電ポンプを提供することにある。

本発明に係る圧電素子は、
基板と、
前記基板の上方に形成された第１電極と、
前記第１電極の上方に形成された圧電体層と、
前記圧電体層の上方に形成された第２電極と、を含み、
前記第１電極は、ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方を含む合金膜を有し、
前記合金膜は、さらに、ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方よりもヤング率が低い添加金属を含む。

この圧電素子によれば、良好な信頼性を有することができる。この理由については、後述する。

なお、本発明において、特定のもの（以下、「Ａ」という）の上方に形成された他の特定のもの（以下、「Ｂ」という）とは、Ａ上に直接形成されたＢと、Ａ上に、Ａ上の他のものを介して形成されたＢと、を含む。また、本発明において、Ａの上方にＢを形成するとは、Ａ上に直接Ｂを形成する場合と、Ａ上に、Ａ上の他のものを介してＢを形成する場合と、を含む。

本発明に係る圧電素子において、
前記添加金属は、ＡｌおよびＮｉのうちの少なくとも一方であることができる。

本発明に係る圧電素子において、
前記添加金属の格子定数は、ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方よりも大きいことができる。

本発明に係る圧電素子において、
前記第１電極は、前記合金膜の上方に形成されたバッファ層を有し、
前記バッファ層は、層状ペロブスカイト化合物からなり、
前記層状ペロブスカイト化合物は、Ｌａ_２ＮｉＯ_４、Ｌａ_３Ｎｉ_２Ｏ_７、Ｌａ_４Ｎｉ_３Ｏ_１０、Ｌａ_２ＣｕＯ_４、およびＹＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７、並びに、これらのうちの少なくとも２種からなる固溶体のうちの少なくとも１種を含み、
前記層状ペロブスカイト化合物は、（１００）に優先配向していることができる。

なお、本発明において、「優先配向」とは、１００％の結晶が所望の配向（例えば（１００）配向）になっている場合と、所望の配向にほとんどの結晶（例えば９０％以上）が配向し、残りの結晶が他の配向（例えば（１１１）配向）となっている場合と、を含む。

本発明に係る圧電素子において、
前記第１電極は、前記バッファ層の上方に形成された導電性酸化層を有し、
前記導電性酸化層は、ペロブスカイト構造を有する導電性酸化物からなることができる。

本発明に係る圧電素子において、
前記第１電極は、前記合金層の上方に形成された導電性酸化層を有し、
前記導電性酸化層は、ペロブスカイト構造を有する導電性酸化物からなることができる。

本発明に係る圧電素子において、
前記導電性酸化物は、ＣａＲｕＯ_３、ＳｒＲｕＯ_３、ＢａＲｕＯ_３、ＳｒＶＯ_３、（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ_３、（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｒＯ_３、（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ_３、およびＬａＮｉＯ_ｙ（２≦ｙ≦３）、並びに、これらのうちの少なくとも２種からなる固溶体のうちの少なくとも１種を含み、
前記導電性酸化物は、（１００）に優先配向していることができる。

本発明に係る圧電素子において、
前記添加金属は、前記合金膜上に形成される層に含まれる金属と同じであることができる。

本発明に係る圧電素子において、
前記圧電体層を構成する圧電体は、菱面体晶であり、（１００）に優先配向していることができる。

本発明に係る圧電素子において、
前記合金膜は、（１１１）に優先配向しており、
前記圧電体層を構成する圧電体は、正方晶であり、（１１１）に優先配向していることができる。

本発明に係る圧電素子において、
前記圧電体層を構成する圧電体は、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３、Ｐｂ（Ｚｒ_ｘ-ｚＮｂ_ｚＴｉ_ｙ）Ｏ_３（ｘ＋ｙ＝１、０＜ｚ≦０．３）、（Ｐｂ，Ｌａ）ＺｒＴｉＯ_３、（Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）ＴｉＯ_３、Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）(Ｚｒ，Ｔｉ)Ｏ_３、Ｐｂ（Ｚｎ，Ｎｂ）ＴｉＯ_３、Ｐｂ（Ｓｃ，Ｎｂ）ＴｉＯ_３、Ｐｂ（Ｎｉ，Ｎｂ）ＴｉＯ_３、Ｐｂ（Ｉｎ，Ｍｇ，Ｎｂ）ＴｉＯ_３、および、ＢａＴｉＯ_３のうちの少なくとも１種を含むことができる。

本発明に係るインクジェット式記録ヘッドは、上述の圧電素子を有する。

本発明に係るインクジェットプリンタは、上述のインクジェット式記録ヘッドを有する。

本発明に係る圧電ポンプは、上述の圧電素子を有する。

本発明に係る合金膜は、
ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方と、
ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方よりもヤング率が低い添加金属と、を含む。

本発明に係る圧電素子の製造方法は、
基板の上方に第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上方に圧電体層を形成する工程と、
前記圧電体層の上方に第２電極を形成する工程と、を含み、
前記第１電極を形成する工程は、ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方を含む合金膜を形成する工程を有し、
前記合金膜は、さらに、ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方よりもヤング率が低い添加金属を含む。

本発明に係る圧電素子の製造方法において、
前記合金膜は、該合金膜の各構成元素からなる各ターゲットをスパッタすることにより形成されることができる。

本発明に係る圧電素子の製造方法において、
前記合金膜は、該合金膜の各構成元素からなる単一ターゲットをスパッタすることにより形成されることができる。

以下、本発明に好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。

１．第１の実施形態
１−１． まず、第１の実施形態に係る圧電素子１０について説明する。

図１は、圧電素子１０を示す断面図である。圧電素子１０は、基板１と、基板１の上に形成されたストッパ層２と、ストッパ層２の上に形成された硬質層３と、硬質層３の上に形成された第１電極４と、第１電極４の上に形成された圧電体層５と、圧電体層５の上に形成された第２電極６と、を含む。

基板１としては、例えば（１１０）配向のシリコン基板などを用いることができる。ストッパ層２としては、例えば酸化シリコン層などを用いることができる。ストッパ層２は、例えば、インクジェット式記録ヘッド５０（図６参照）のキャビティ５２１を形成するために基板１を裏面側からエッチングする工程において、エッチングストッパとして機能することができる。また、ストッパ層２および硬質層３は、インクジェット式記録ヘッド５０において弾性層５５として機能する。硬質層３は、例えばイットリア安定化ジルコニア、酸化セリウム、酸化ジルコニウムなどを用いることができる。

第１電極４は、合金膜４０と、合金膜４０の上に形成されたバッファ層４１と、バッファ層４１の上に形成された導電性酸化層４２と、を含む。第１電極４は、圧電体層５に電圧を印加するための一方の電極である。第１電極４は、例えば、圧電体層５と同じ平面形状に形成されることができる。

合金膜４０は、ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方を含み、さらに、ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方よりもヤング率が低い添加金属を含む。即ち、少なくとも、ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方と、ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方よりもヤング率が低い添加金属とは、合金化されている。添加金属としては、Ａｌ、Ｎｉ、ＡｕおよびＡｇのうちの少なくとも一つを用いることができる。各元素のバルクのヤング率は、Ｉｒ；５２９ＧＰａ、Ｐｔ；１５２ＧＰａ、Ａｌ；６８ＧＰａ、Ｎｉ；２０７ＧＰａ、Ａｕ；７８ＧＰａ、Ａｇ；８３ＧＰａである。

ターゲットを構成する合金の具体例としては、例えば、添加金属としてＡｌおよびＮｉのうちの少なくとも一方を用いた場合、Ｉｒ−Ａｌ、Ｉｒ−Ｎｉ、Ｐｔ−Ａｌ、Ｐｔ−Ｎｉ、Ｉｒ−Ａｌ−Ｎｉ、Ｐｔ−Ａｌ−Ｎｉ、Ｉｒ−Ｐｔ−Ａｌ、Ｉｒ−Ｐｔ−Ｎｉ、Ｉｒ−Ｐｔ−Ａｌ−Ｎｉが挙げられる。ターゲットを構成する合金として、例えば、Ｉｒ_ｘ−Ｐｔ_ｙ−Ａｌ_ｚ−Ｎｉ_ｗを用いる場合には、その組成を適宜選択することにより、所望のヤング率、応力を有する合金膜４０を得ることができる。例えば、組成は、
ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝１．０
ｘ＜１．０
０≦ｙ≦０．５
０≦ｚ≦０．５
０≦ｗ≦０．５
となることが好ましい。

添加金属としては、合金膜４０上に形成される層（本実施形態では、バッファ層４１）に含まれる金属と同じものを用いることが好ましい。例えば、バッファ層４１がＬａ_２ＮｉＯ_４、Ｌａ_３Ｎｉ_２Ｏ_７、Ｌａ_４Ｎｉ_３Ｏ_１０などからなる場合、添加金属としてはＮｉを用いることが好ましい。これにより、合金膜４０とバッファ層４１との間でＮｉの相互拡散が起こっても問題が無くなり、結晶性の良好な合金膜４０およびバッファ層４１を得ることができる。

本実施形態において、この導電材の結晶配向は特に限定されず、例えば、（１１１）配向していることができる。合金膜４０の膜厚は、例えば５０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度とすることができる。

なお、図示はしないが、合金膜４０の下、即ち、硬質層３と合金膜４０との間に、例えば、Ｉｒ層、Ｐｔ層などを積層させることもできる。また、図示はしないが、合金膜４０の上、即ち、合金膜４０とバッファ層４１との間に、例えば、Ｉｒ層、Ｐｔ層などを積層させることもできる。

バッファ層４１は、（１００）に優先配向している層状ペロブスカイト化合物からなることができる。層状ペロブスカイト化合物は、例えば、Ｌａ_２ＮｉＯ_４、Ｌａ_３Ｎｉ_２Ｏ_７、Ｌａ_４Ｎｉ_３Ｏ_１０、Ｌａ_２ＣｕＯ_４、およびＹＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７、並びに、これらのうちの少なくとも２種からなる固溶体のうちの少なくとも１種を含むことができる。バッファ層４１の膜厚は、例えば１０ｎｍ〜５０ｎｍ程度とすることができる。

導電性酸化層４２は、ペロブスカイト構造を有する導電性酸化物からなる。導電性酸化物は、（１００）に優先配向している。なお、導電性酸化物の面内方向の結晶配向は、ランダムである。導電性酸化物は、例えば、ＣａＲｕＯ_３、ＳｒＲｕＯ_３、ＢａＲｕＯ_３、ＳｒＶＯ_３、（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ_３、（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｒＯ_３、（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ_３、およびＬａＮｉＯ_ｙ（２≦ｙ≦３）、並びに、これらのうちの少なくとも２種からなる固溶体のうちの少なくとも１種を含むことができる。特に、ＬａＮｉＯ_ｙは、（１００）に自己配向しやすいため好ましい。導電性酸化層４２の膜厚は、例えば０ｎｍ〜１４０ｎｍ程度とすることができる。

圧電体層５は、ペロブスカイト構造を有する圧電体からなる。圧電体層５を構成する圧電体は、菱面体晶であり、かつ（１００）に優先配向していることが望ましい。このような圧電体からなる圧電体層５は、高い圧電定数を有する。この圧電体は、例えば、ジルコニウム酸チタン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）、ニオブ酸ジルコニウム酸チタン酸鉛Ｐｂ（Ｚｒ_ｘ-ｚＮｂ_ｚＴｉ_ｙ）Ｏ_３（ｘ＋ｙ＝１、０＜ｚ≦０．３）、ジルコニウム酸チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ）ＺｒＴｉＯ_３）、マグネシウムニオブ酸チタン酸鉛（Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）ＴｉＯ_３）、マグネシウムニオブ酸ジルコン酸チタン酸鉛（Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）(Ｚｒ，Ｔｉ)Ｏ_３）、亜鉛ニオブ酸チタン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｎ，Ｎｂ）ＴｉＯ_３）、スカンジウムニオブ酸チタン酸鉛（Ｐｂ（Ｓｃ，Ｎｂ）ＴｉＯ_３）、ニッケルニオブ酸チタン酸鉛（Ｐｂ（Ｎｉ，Ｎｂ）ＴｉＯ_３）、インジウムマグネシウムニオブ酸チタン酸鉛（Ｐｂ（Ｉｎ，Ｍｇ，Ｎｂ）ＴｉＯ_３）、および、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）のうちの少なくとも一種を含むことができる。圧電体層５の膜厚は、例えば４００ｎｍ〜５μｍ程度とすることができる。

第２電極６は、他の導電性酸化層（以下、「第２導電性酸化層」と言う。）４６と、第２導電性酸化層４６の上に形成された他の合金膜（以下、「第２合金膜」と言う。）４７と、を含む。第２電極６は、圧電体層５に電圧を印加するための他方の電極である。第２電極６が、第２導電性酸化層４６と、第２合金膜４７と、を含むことにより、第２電極６と第１電極４とを、圧電体層５に関してほぼ対称にすることができる。即ち、圧電素子１０の対称性を良くすることができる。第２電極６は、例えば、圧電体層５と同じ平面形状に形成されることができる。なお、第２電極６は、第２導電性酸化層４６または第２合金膜４７のいずれか一方からなることもできる。また、図示はしないが、第２導電性酸化層４６および第２合金膜４７を形成せずに、第２電極６として、例えば、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、および、これらの金属の酸化物のうちの少なくとも１種を含む導電層を用いることもできる。

第２導電性酸化層４６は、例えば、ペロブスカイト構造を有する導電性酸化物（以下、「第２導電性酸化物」と言う。）からなることができる。第２導電性酸化物としては、例えば、上述した導電性酸化層４２を構成する導電性酸化物を用いることができる。第２導電性酸化層４６の膜厚は、例えば０ｎｍ〜２００ｎｍ程度とすることができる。

第２合金膜４７としては、例えば、上述した合金膜４０を構成する合金を用いることができる。第２合金膜４７の膜厚は、例えば０ｎｍ〜２００ｎｍ程度とすることができる。

１−２． 次に、本実施形態に係る圧電素子１０の製造方法について、図１を参照しながら説明する。

まず、基板１として、（１１０）配向のシリコン基板を用意する。

次に、基板１の上にストッパ層２を形成する。ストッパ層２は、例えば、熱酸化法、ＣＶＤ法などにより形成することができる。

次に、ストッパ層２の上に硬質層３を形成する。硬質層３は、例えばＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法などにより形成することができる。

次に、硬質層３の上に合金膜４０を形成する。合金膜４０は、例えば、合金膜４０の各構成元素からなる各ターゲットを同時にスパッタ（多元同時スパッタ）することにより形成されることができる。合金膜４０の構成元素には、上述したように、ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方と、ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方よりもヤング率が低い添加金属と、が含まれる。これらの構成元素に対して、それぞれターゲットを用意し、多元同時スパッタを行う。これにより、合金膜４０を良好に作製することができる。具体的には、合金膜４０の構成元素に添加金属が含まれない場合（即ち、ＩｒのターゲットとＰｒのターゲットのみを用いる場合）、圧電体層５を結晶化させるために、例えば６００℃以上の熱処理を行うと、Ｐｔが下方に、Ｉｒが上方に拡散し剥離が生じる。しかしながら、合金膜４０に添加金属を入れると、このような剥離が起こらない。なお、各ターゲットのスパッタ条件を制御することにより、所望の組成、ヤング率、および応力を有する合金膜４０を得ることができる。

また、合金膜４０は、例えば、合金膜４０の各構成元素からなる単一ターゲットを予め用意し、スパッタすることにより形成してもよい。このとき単一ターゲットの作製は、アーク溶解を用いることができる。添加金属としては、ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方よりも融点が低いもの（例えば、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ等）をさらに加えることができる。これにより、単一ターゲットは、不活性ガス雰囲気中または真空中で１５００℃以下の温度で作製できる。なお、例えば、Ｉｒ−Ｐｔ（二元系の合金）の合金化の温度は１７００℃以上である。また、合金膜４０の形成に単一ターゲットを用いることで、合金膜４０を形成しやすくなり、再現性が向上する。なお、単一ターゲットの作製は、アーク溶解に限らず、例えば高周波プラズマ溶融などの他の方法を用いてもよい。また、単一ターゲットは、溶融ターゲットではなく、焼結ターゲットであってもよい。なお、単一ターゲットの作製条件を制御することにより、所望の組成、ヤング率、および応力を有する合金膜４０を得ることができる。

次に、合金膜４０の上にバッファ層４１を形成する。バッファ層４１は、例えばスパッタ法、ゾルゲル法、ＣＶＤ法、レーザーアブレーション法、分子線エピタキシー法などにより形成することができる。バッファ層４１の形成を行う際の温度は、例えば、２５０℃〜５００℃程度とすることができる。

次に、バッファ層４１の上に導電性酸化層４２を形成する。導電性酸化層４２は、例えばスパッタ法、ゾルゲル法などにより形成することができる。以上の工程により、第１電極４が形成される。

次に、導電性酸化層４２の上に圧電体層５を形成する。圧電体層５は、例えばスパッタ法、ゾルゲル法などにより形成することができる。

次に、圧電体層５の上に第２導電性酸化層４６を形成する。第２導電性酸化層４６は、例えばスパッタ法、ゾルゲル法などにより形成することができる。

次に、第２導電性酸化層４６の上に第２合金膜４７を形成する。第２合金膜４７は、上述した合金膜４０の形成方法などを用いて形成することができる。以上の工程により、第２電極６が形成される。

以上の工程によって、本実施形態に係る圧電素子１０を製造することができる。

１−３． 本実施形態に係る圧電素子１０および合金膜４０は、良好な信頼性を有することができる。この理由は、以下の通りである。

本実施形態に係る圧電素子１０の第１電極４は、ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方を含む合金膜４０を有する。例えば、第１電極４がＰｔ膜のみからなる場合、Ｐｔは酸素を透過させ易いため、圧電体層５からの酸素抜けが起こり、圧電特性が低下する場合がある。また、例えば、第１電極４がＩｒ膜のみからなる場合、ＩｒはＰｔなどに比べ、ヤング率が高く、延性が低いため、圧電体層５を振動させると第１電極４にクラックが入り、信頼性が低下する場合がある。また、例えば、第１電極４がＰｔ膜とＩｒ膜との積層膜からなる場合、Ｐｔ膜とＩｒ膜との密着性が悪いため、Ｐｔ膜とＩｒ膜との間で剥離が起こる場合がある。

これらに対し、本実施形態では、合金膜４０の構成元素は合金化されているため、上述したような問題が起こることはない。これにより、本実施形態に係る圧電素子１０および合金膜４０は、良好な信頼性を有することができる。

また、本実施形態に係る圧電素子１０は、設計の自由度を向上させることができる。この理由は、以下の通りである。

図５は、圧電素子１０の第１電極４のヤング率に対する膜厚の関係をシミュレーションにより求めた結果を示すグラフである。図５中、Ａ線は、圧電素子１０の変位量（ｄｉｓｐ）を４００ｎｍとした場合を示しており、Ｂ線は、圧電素子１０の固有周期（ｔｃ）を６．０μｓｅｃとした場合を示している。デバイスを設計するうえで、固有周期を短くするためには膜厚を厚くし、変位量を増やすためには膜厚を薄くする。従って、変位量を例えば４００ｎｍ以上、固有周期を例えば６．０μｓｅｃ以下としてデバイスを設計する場合には、第１電極４の膜厚は、図５中、Ａ線とＢ線との間（例えば、図５に示すＭの範囲）に設定される。図５に示すように、第１電極４のヤング率が低くなるにつれて、Ａ線とＢ線との間隔は広くなっている。即ち、第１電極４のヤング率は低い方が、第１電極４の膜厚の設計マージンを広くすることができる。本実施形態に係る圧電素子１０の第１電極４は、ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方よりもヤング率が低い添加金属を含む合金膜４０を有する。これにより、例えば、合金膜４０がＩｒとＰｒのみからなる場合に比べ、合金膜４０、延いては第１電極４のヤング率を低くすることができる。従って、本実施形態では、第１電極４の膜厚の設計マージンを広くすることができる。即ち、本実施形態に係る圧電素子１０の設計の自由度は向上する。

また、本実施形態に係る圧電素子１０によれば、良好な圧電特性を得ることができる。この理由は、以下の通りである。

本実施形態に係る圧電素子１０は、層状ペロブスカイト化合物からなるバッファ層４１を有する。層状ペロブスカイト化合物は、層状構造であるため、下地の合金膜４０を構成する合金の結晶方位に依存することなく、容易に（１００）に優先配向することができる。即ち、バッファ層４１には、例えば、（１１１）、（１１０）などに配向した層状ペロブスカイト化合物の結晶の混入がほとんどない。このように、層状ペロブスカイト化合物の結晶のほとんどが（１００）に配向していることにより、バッファ層４１の上に導電性酸化層４２を形成する際に、導電性酸化層４２は、バッファ層４１の結晶配向を引き継いで、（１００）に優先配向することができる。そして、導電性酸化層４２の上に圧電体層５を形成する際に、圧電体層５は、導電性酸化層４２の結晶配向を引き継いで、（１００）に優先配向することができる。これにより、圧電素子１０は、圧電定数が高く、印加された電圧に対して大きな変形をなす圧電体層５を有することができる。即ち、本実施形態に係る圧電素子１０によれば、良好な圧電特性を得ることができる。

また、上述したように、導電性酸化層４２は、（１００）に自己配向しやすいＬａＮｉＯ_ｙからなるのが好ましい。しかし、例えば、導電性酸化層４２の下地としてバッファ層４１を形成しない場合、ＬａＮｉＯ_ｙの作製条件や作製方法によっては、導電性酸化層４２に、（１１０）などに配向したＬａＮｉＯ_ｙの結晶が混入する場合がある。これに対し、本実施形態に係る圧電素子１０の製造方法によれば、上述したように層状ペロブスカイト化合物からなるバッファ層４１を下地として導電性酸化層４２を形成するので、ＬａＮｉＯ_ｙは、より確実に、（１００）に自己配向することができる。これにより、ＬａＮｉＯ_ｙからなる導電性酸化層４２の上に圧電体層５を形成する際に、圧電体層５を構成する結晶のより多くが、導電性酸化層４２の結晶配向を引き継いで、（１００）に配向することができる。

また、本実施形態に係る圧電素子１０では、導電性酸化層４２の上に、圧電体層５が形成されている。即ち、圧電体層５の材質の種類に応じて、導電性酸化層４２の材質を適宜選択することができる。これにより、例えば、圧電体層５を構成する圧電体の格子定数と、導電性酸化層４２を構成する導電性酸化物の格子定数とを、略同じにすることができる。即ち、圧電体層５と導電性酸化層４２との格子不整合を低減することができる。その結果、圧電体層５に加わる応力を低減することができる。

１−４． 次に、本実施形態に係る圧電素子１０の変形例について、図面を参照しながら説明する。なお、上述した図１に示す圧電素子１０と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。図２〜図４は、それぞれ圧電素子１０の変形例の一例を模式的に示す断面図である。

例えば、図２に示すように、第１電極４は、導電性酸化層４２を有しないことができる。即ち、第１電極４は、合金膜４０と、バッファ層４１と、からなることができる。この場合、バッファ層４１の上に圧電体層５を形成する際に、圧電体層５は、バッファ層４１の結晶配向を引き継いで、（１００）に優先配向することができる。

また、例えば、図２に示すように、第２電極６は、第２合金膜４７のみからなることができる。また、例えば、図示はしないが、第２電極６は、第２導電性酸化層４６のみからなることもできる。これらの場合、第２電極６と第１電極４とを、圧電体層５に関してほぼ対称にすることができる。

また、例えば、図３に示すように、第１電極４は、バッファ層４１を有しないことができる。即ち、第１電極４は、合金膜４０と、導電性酸化層４２と、からなることができる。この場合、合金膜４０に含まれる添加金属としては、合金膜４０上に形成される導電性酸化層４２に含まれる金属と同じものを用いることが好ましい。例えば、導電性酸化層４２がＬａＮｉＯ_ｙからなる場合、添加金属としてはＮｉを用いることが好ましい。これにより、合金膜４０と導電性酸化層４２との間でＮｉの相互拡散が起こっても問題が無くなり、結晶性の良好な合金膜４０および導電性酸化層４２を得ることができる。

また、例えば、図４に示すように、第１電極４は、バッファ層４１および導電性酸化層４２を有しないことができる。即ち、第１電極４は、合金膜４０のみからなることができる。この場合、合金膜４０に含まれる添加金属として、その格子定数がＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方よりも大きいもの（例えばＡｌ等）を用いることにより、合金膜４０を構成する合金の格子定数を、圧電体層５を構成する圧電体の格子定数に近づけることができる。即ち、合金膜４０と圧電体層５との格子不整合を低減することができる。なお、各元素の格子定数は、Ｉｒ：０．３８３９ｎｍ、Ｐｔ：０．３９２３ｎｍ、Ａｌ：０．４０４９６ｎｍである。また、圧電体の格子定数は、例えば、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３、Ｐｂ（Ｚｒ_ｘ-ｚＮｂ_ｚＴｉ_ｙ）Ｏ_３、ＢａＴｉＯ_３などでは、約０．４ｎｍなどである。また、この場合、合金膜４０を構成する合金は、（１１１）に優先配向することができる。これにより、合金膜４０の上に圧電体層５を形成する際に、圧電体層５を構成する圧電体は、合金膜４０の結晶配向を引き継いで、（１１１）に優先配向することができる。このような圧電体層５を構成する圧電体は、正方晶であることができる。圧電体層５が正方晶である場合、（１１１）配向は、エンジニアード・ドメイン配向となり、圧電体層５の圧電定数が向上する。

なお、上述した変形例は一例であって、これらに限定されるわけではなく、例えば、各層の積層順、層数などは適宜変更可能である。

２．第２の実施形態
２−１． 次に、第１の実施形態に係る圧電素子１０を有するインクジェット式記録ヘッドの一実施形態について説明する。図６は、本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す側断面図であり、図７は、このインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。なお、図７は、通常使用される状態とは上下逆に示したものである。

インクジェット式記録ヘッド（以下、「ヘッド」ともいう）５０は、図６に示すように、ヘッド本体５７と、ヘッド本体５７の上に設けられた圧電部５４と、を含む。なお、図６に示す圧電部５４は、第１の実施形態に係る圧電素子１０における第１電極４、圧電体層５、および第２電極６に相当する。

また、第１の実施形態に係る圧電素子１０におけるストッパ層２および硬質層３は、図６において弾性層５５に相当し、基板１は、図６においてヘッド本体５７の要部を構成するものとなっている。

ヘッド５０は、図７に示すようにノズル板５１と、インク室基板５２と、弾性層５５と、弾性層５５に接合された圧電部（振動源）５４と、を含み、これらが基体５６に収納されて構成されている。ヘッド５０は、オンデマンド形のピエゾジェット式ヘッドを構成している。

ノズル板５１は、例えばステンレス製の圧延プレート等で構成されたもので、インク滴を吐出するための多数のノズル５１１を一列に形成したものである。これらノズル５１１間のピッチは、印刷精度に応じて適宜に設定されている。

ノズル板５１には、インク室基板５２が固着（固定）されている。インク室基板５２は、基板１（例えば図１参照）によって形成されたものである。インク室基板５２は、ノズル板５１、側壁（隔壁）５２２、および弾性層５５によって、複数のキャビティ５２１と、リザーバ５２３と、供給口５２４と、を区画形成したものである。リザーバ５２３は、インクカートリッジ６３１（図１０参照）から供給されるインクを一時的に貯留する。供給口５２４によって、リザーバ５２３から各キャビティ５２１にインクが供給される。

キャビティ５２１は、図６および図７に示すように、各ノズル５１１に対応して配設されている。キャビティ５２１は、弾性層５５の振動によってそれぞれ容積可変になっている。キャビティ５２１は、この容積変化によってインクを吐出するよう構成されている。

インク室基板５２を得るための母材、即ち基板１（例えば図１参照）としては、（１１０）配向のシリコン単結晶基板が用いられている。この（１１０）配向のシリコン単結晶基板は、異方性エッチングに適しているのでインク室基板５２を、容易にかつ確実に形成することができる。

インク室基板５２のノズル板５１と反対の側には弾性層５５が配設されている。さらに弾性層５５のインク室基板５２と反対の側には複数の圧電部５４が設けられている。弾性層５５の所定位置には、図７に示すように、弾性層５５の厚さ方向に貫通して連通孔５３１が形成されている。連通孔５３１により、インクカートリッジ６３１からリザーバ５２３へのインクの供給がなされる。

各圧電部５４は、後述する圧電素子駆動回路に電気的に接続され、圧電素子駆動回路の信号に基づいて作動（振動、変形）するよう構成されている。すなわち、各圧電部５４はそれぞれ振動源（圧電素子）として機能する。弾性層５５は、圧電部５４の振動（たわみ）によって振動し（たわみ）、キャビティ５２１の内部圧力を瞬間的に高めるよう機能する。

基体５６は、例えば各種樹脂材料、各種金属材料等で形成されている。図７に示すように、この基体５６にインク室基板５２が固定、支持されている。

２−２． 次に、本実施形態におけるインクジェット式記録ヘッド５０の動作について説明する。本実施形態におけるヘッド５０は、圧電素子駆動回路を介して所定の吐出信号が入力されていない状態、すなわち、圧電部５４の第１電極４と第２電極６との間に電圧が印加されていない状態では、図８に示すように圧電体層５に変形が生じない。このため、弾性層５５にも変形が生じず、キャビティ５２１には容積変化が生じない。従って、ノズル５１１からインク滴は吐出されない。

一方、圧電素子駆動回路を介して所定の吐出信号が入力された状態、すなわち、圧電部５４の第１電極４と第２電極６との間に電圧が印加された状態では、図９に示すように、圧電体層５においてその短軸方向（図９に示す矢印ｓの方向）にたわみ変形が生じる。これにより、弾性層５５がたわみ、キャビティ５２１の容積変化が生じる。このとき、キャビティ５２１内の圧力が瞬間的に高まり、ノズル５１１からインク滴５８が吐出される。

すなわち、電圧を印加すると、圧電体層５の結晶格子は面方向に対して垂直な方向（図９に示す矢印ｄの方向）に引き伸ばされるが、同時に面方向には圧縮される。この状態では、圧電体層５にとっては面内に引っ張り応力ｆが働いていることになる。従って、この引っ張り応力ｆによって弾性層５５をそらせ、たわませることになる。キャビティ５２１の短軸方向での圧電体層５の変位量（絶対値）が大きければ大きいほど、弾性層５５のたわみ量が大きくなり、より効率的にインク滴を吐出することが可能になる。

１回のインクの吐出が終了すると、圧電素子駆動回路は、第１電極４と第２電極６との間への電圧の印加を停止する。これにより、圧電部５４は図８に示す元の形状に戻り、キャビティ５２１の容積が増大する。なお、このとき、インクには、インクカートリッジ６３１からノズル５１１へ向かう圧力（正方向への圧力）が作用している。このため、空気がノズル５１１からキャビティ５２１へと入り込むことが防止され、インクの吐出量に見合った量のインクがインクカートリッジ６３１からリザーバ５２３を経てキャビティ５２１へ供給される。

このように、インク滴の吐出を行わせたい位置の圧電部５４に対して、圧電素子駆動回路を介して吐出信号を順次入力することにより、任意の（所望の）文字や図形等を印刷することができる。

２−３． 次に、本実施形態におけるインクジェット式記録ヘッド５０の製造方法の一例について説明する。

まず、インク室基板５２となる母材、すなわち（１１０）配向のシリコン単結晶基板からなる基板１を用意する。次に、例えば図１に示すように、基板１上にストッパ層２、硬質層３、第１電極４、圧電体層５、および第２電極６を順次形成する。

次に、第２電極６、圧電体層５、および第１電極４を、図８に示すように、個々のキャビティ５２１に対応させてパターニングし、図６に示すように、キャビティ５２１の数に対応した数の圧電部５４を形成する。

次に、インク室基板５２となる母材（基板１）をパターニングし、圧電部５４に対応する位置にそれぞれキャビティ５２１となる凹部を、また、所定位置にリザーバ５２３および供給口５２４となる凹部を形成する。

本実施形態では、母材（基板１）として（１１０）配向のシリコン基板を用いているので、高濃度アルカリ水溶液を用いたウェットエッチング（異方性エッチング）が好適に採用される。高濃度アルカリ水溶液によるウェットエッチングの際には、前述したようにストッパ層２をエッチングストッパとして機能させることができる。従って、インク室基板５２の形成をより容易に行うことができる。

このようにして母材（基板１）を、その厚さ方向に弾性層５５が露出するまでエッチング除去することにより、インク室基板５２を形成する。このときエッチングされずに残った部分が側壁５２２となる。

次に、複数のノズル５１１が形成されたノズル板５１を、各ノズル５１１が各キャビティ５２１となる凹部に対応するように位置合わせし、その状態で接合する。これにより、複数のキャビティ５２１、リザーバ５２３および複数の供給口５２４が形成される。ノズル板５１の接合については、例えば接着剤による接着法や、融着法などを用いることができる。次に、インク室基板５２を基体５６に取り付ける。

以上の工程によって、本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッド５０を製造することができる。

２−４． 本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッド５０によれば、第１の実施形態に係る圧電素子１０を有するので、良好な信頼性を有することができる。

また、本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッド５０によれば、前述したように、圧電部５４の圧電体層５の圧電定数（ｄ_３１）が高く、印加された電圧に対してより大きな変形をなすものとなっている。すなわち、圧電部５４が良好な圧電特性を有する。これにより、弾性層５５のたわみ量が大きくなり、インク滴をより効率的に吐出できる。ここで、効率的とは、より少ない電圧で同じ量のインク滴を飛ばすことができることを意味する。すなわち、駆動回路を簡略化することができ、同時に消費電力を低減することができるため、ノズル５１１のピッチをより高密度に形成することなどができる。従って、高密度印刷や高速印刷が可能となる。さらには、キャビティ５２１の長軸の長さを短くすることができるため、ヘッド全体を小型化することができる。

３．第３の実施形態
３−１． 次に、第２の実施形態に係るインクジェット式記録ヘッド５０を有するインクジェットプリンタの一実施形態について説明する。図１０は、本実施形態に係るインクジェットプリンタ６００を示す概略構成図である。インクジェットプリンタ６００は、紙などに印刷可能なプリンタとして機能することができる。なお、以下の説明では、図１０中の上側を「上部」、下側を「下部」と言う。

インクジェットプリンタ６００は、装置本体６２０を有し、上部後方に記録用紙Ｐを設置するトレイ６２１を有し、下部前方に記録用紙Ｐを排出する排出口６２２を有し、上部面に操作パネル６７０を有する。

装置本体６２０の内部には、主に、往復動するヘッドユニット６３０を有する印刷装置６４０と、記録用紙Ｐを１枚ずつ印刷装置６４０に送り込む給紙装置６５０と、印刷装置６４０および給紙装置６５０を制御する制御部６６０とが設けられている。

印刷装置６４０は、ヘッドユニット６３０と、ヘッドユニット６３０の駆動源となるキャリッジモータ６４１と、キャリッジモータ６４１の回転を受けて、ヘッドユニット６３０を往復動させる往復動機構６４２と、を含む。

ヘッドユニット６３０は、その下部に、上述の多数のノズル５１１を有するインクジェット式記録ヘッド５０と、このインクジェット式記録ヘッド５０にインクを供給するインクカートリッジ６３１と、インクジェット式記録ヘッド５０およびインクカートリッジ６３１を搭載したキャリッジ６３２とを有する。

往復動機構６４２は、その両端がフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸６４３と、キャリッジガイド軸６４３と平行に延在するタイミングベルト６４４とを有する。キャリッジ６３２は、キャリッジガイド軸６４３に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト６４４の一部に固定されている。キャリッジモータ６４１の作動により、プーリを介してタイミングベルト６４４を正逆走行させると、キャリッジガイド軸６４３に案内されて、ヘッドユニット６３０が往復動する。この往復動の際に、インクジェット式記録ヘッド５０から適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。

給紙装置６５０は、その駆動源となる給紙モータ６５１と、給紙モータ６５１の作動により回転する給紙ローラ６５２とを有する。給紙ローラ６５２は、記録用紙Ｐの送り経路（記録用紙Ｐ）を挟んで上下に対向する従動ローラ６５２ａと、駆動ローラ６５２ｂとで構成されており、駆動ローラ６５２ｂは、給紙モータ６５１に連結されている。

３−２． 本実施形態に係るインクジェットプリンタ６００によれば、第２の実施形態に係るインクジェット式記録ヘッド５０を有するので、良好な信頼性を有することができる。

また、本実施形態に係るインクジェットプリンタ６００によれば、前述したように、高性能でノズルの高密度化が可能なインクジェット式記録ヘッド５０を有するので、高密度印刷や高速印刷が可能となる。

なお、本発明のインクジェットプリンタ６００は、工業的に用いられる液滴吐出装置として用いることもできる。その場合に、吐出するインク（液状材料）としては、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整して使用することができる。

４．第４の実施形態
４−１． 次に、第１の実施形態に係る圧電素子１０を有する圧電ポンプの一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１１および図１２は、本実施形態に係る圧電ポンプ２０の概略断面図である。図１１および図１２に示す圧電部２２は、第１の実施形態に係る圧電素子１０における第１電極４と、圧電体層５と、第２電極６とからなるものである。第１の実施形態に係る圧電素子１０におけるストッパ層２および硬質層３は、図１１および図１２において振動板２４となっており、基板１は、圧電ポンプ２０の要部を構成する基体２１となっている。圧電ポンプ２０は、基体２１と、圧電部２２と、ポンプ室２３と、振動板２４と、吸入側逆止弁２６ａと、吐出側逆止弁２６ｂと、吸入口２８ａと、吐出口２８ｂとを含む。

４−２． 次に、上述の圧電ポンプの動作について説明する。

まず、圧電部２２に電圧が供給されると、圧電体層５（例えば図１参照）の膜厚方向に電圧が印加される。そして、図１１に示すように、圧電部２２は、ポンプ室２３が広がる方向（図１１に示す矢印ａの方向）にたわむ。また、圧電部２２と共に振動板２４もポンプ室２３が広がる方向にたわむ。このため、ポンプ室２３内の圧力が変化し、逆止弁２６ａ、２６ｂの働きによって流体が吸入口２８ａからポンプ室２３内に流れる（図１１に示す矢印ｂの方向）。

次に、圧電部２２への電圧の供給を停止すると、圧電体層５（例えば図１参照）の膜厚方向への電圧の印加が停止される。そして、図１２に示すように、圧電部２２は、ポンプ室２３が狭まる方向（図１２に示す矢印ａの方向）にたわむ。また、圧電部２２と共に振動板２４もポンプ室２３が狭まる方向にたわむ。このため、ポンプ室２３内の圧力が変化し、逆止弁２６ａ、２６ｂの働きによって流体が吐出口２８ｂから外部に吐出される（図１２に示す矢印ｂの方向）。

圧電ポンプ２０は、電子機器、例えばパソコン用、好ましくはノートパソコン用の水冷モジュールとして用いることができる。水冷モジュールは、冷却液の駆動に上述の圧電ポンプ２０を用い、圧電ポンプ２０と循環水路等とを含む構造を有する。

４−３． 本実施形態に係る圧電ポンプ２０によれば、第１の実施形態に係る圧電素子１０を有するので、良好な信頼性を有することができる。

また、本実施形態に係る圧電ポンプ２０によれば、前述したように、圧電部２２の圧電体層５が良好な圧電特性を有することによって、流体の吸入・吐出を効率的に行うことができる。従って、本実施形態に係る圧電ポンプ２０によれば、大きな吐出圧および吐出量を有することができる。また、圧電ポンプ２０の高速動作が可能となる。さらには、圧電ポンプ２０の全体の小型化を図ることができる。

上記のように、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、本発明に係る圧電素子は、前述したデバイスに適用されるだけでなく、種々のデバイスに適用可能である。

第１の実施形態に係る圧電素子を模式的に示す断面図。 第１の実施形態に係る圧電素子の変形例の一例を模式的に示す断面図。 第１の実施形態に係る圧電素子の変形例の一例を模式的に示す断面図。 第１の実施形態に係る圧電素子の変形例の一例を模式的に示す断面図。 圧電素子の第１電極のヤング率に対する膜厚の関係を示すグラフ。 第２の実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの概略構成図。 第２の実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図。 インクジェット式記録ヘッドの動作を説明するための図。 インクジェット式記録ヘッドの動作を説明するための図。 第３の実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図。 第４の実施形態に係る圧電ポンプの概略断面図。 第４の実施形態に係る圧電ポンプの概略断面図。

符号の説明

１ 基板、２ ストッパ層、３ 硬質層、４ 第１電極、５ 圧電体層、６ 第２電極、１０ 圧電素子、２０ 圧電ポンプ、２１ 基体、２２ 圧電部、２３ ポンプ室、２４ 振動板、４０ 合金膜、４１ バッファ層、４２ 導電性酸化層、４６ 第２導電性酸化層、４７ 第２合金膜、５０ インクジェット式記録ヘッド、５１ ノズル板、５２ インク室基板、５４ 圧電部、５５ 弾性層、５６ 基体、５７ ヘッド本体、５８ インク滴、５１１ ノズル、５２１ キャビティ、５２２ 側壁、５２３ リザーバ、５２４ 供給口、５３１ 連通孔、６００ インクジェットプリンタ、６２０ 装置本体、６２１ トレイ、６２２ 排出口、６３０ ヘッドユニット、６３１ インクカートリッジ、６３２ キャリッジ、６４０ 印刷装置、６４１ キャリッジモータ、６４２ 往復動機構、６４３ キャリッジガイド軸、６４４ タイミングベルト、６５０ 給紙装置、６５１ 給紙モータ、６５２ 給紙ローラ、６６０ 制御部，６７０ 操作パネル

Claims (18)

1. 基板と、
   前記基板の上方に形成された第１電極と、
   前記第１電極の上方に形成された圧電体層と、
   前記圧電体層の上方に形成された第２電極と、を含み、
   前記第１電極は、ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方を含む合金膜を有し、
   前記合金膜は、さらに、ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方よりもヤング率が低い添加金属を含む、圧電素子。
2. 請求項１において、
   前記添加金属は、ＡｌおよびＮｉのうちの少なくとも一方である、圧電素子。
3. 請求項１または２において、
   前記添加金属の格子定数は、ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方よりも大きい、圧電素子。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記第１電極は、前記合金膜の上方に形成されたバッファ層を有し、
   前記バッファ層は、層状ペロブスカイト化合物からなり、
   前記層状ペロブスカイト化合物は、Ｌａ_２ＮｉＯ_４、Ｌａ_３Ｎｉ_２Ｏ_７、Ｌａ_４Ｎｉ_３Ｏ_１０、Ｌａ_２ＣｕＯ_４、およびＹＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７、並びに、これらのうちの少なくとも２種からなる固溶体のうちの少なくとも１種を含み、
   前記層状ペロブスカイト化合物は、（１００）に優先配向している、圧電素子。
5. 請求項４において、
   前記第１電極は、前記バッファ層の上方に形成された導電性酸化層を有し、
   前記導電性酸化層は、ペロブスカイト構造を有する導電性酸化物からなる、圧電素子。
6. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   前記第１電極は、前記合金層の上方に形成された導電性酸化層を有し、
   前記導電性酸化層は、ペロブスカイト構造を有する導電性酸化物からなる、圧電素子。
7. 請求項５または６において、
   前記導電性酸化物は、ＣａＲｕＯ_３、ＳｒＲｕＯ_３、ＢａＲｕＯ_３、ＳｒＶＯ_３、（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ_３、（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｒＯ_３、（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ_３、およびＬａＮｉＯ_ｙ（２≦ｙ≦３）、並びに、これらのうちの少なくとも２種からなる固溶体のうちの少なくとも１種を含み、
   前記導電性酸化物は、（１００）に優先配向している、圧電素子。
8. 請求項１〜７のいずれかにおいて、
   前記添加金属は、前記合金膜上に形成される層に含まれる金属と同じである、圧電素子。
9. 請求項１〜８のいずれかにおいて、
   前記圧電体層を構成する圧電体は、菱面体晶であり、（１００）に優先配向している、圧電素子。
10. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
    前記合金膜は、（１１１）に優先配向しており、
    前記圧電体層を構成する圧電体は、正方晶であり、（１１１）に優先配向している、圧電素子。
11. 請求項１〜１０のいずれかにおいて、
    前記圧電体層を構成する圧電体は、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３、Ｐｂ（Ｚｒ_ｘ-ｚＮｂ_ｚＴｉ_ｙ）Ｏ_３（ｘ＋ｙ＝１、０＜ｚ≦０．３）、（Ｐｂ，Ｌａ）ＺｒＴｉＯ_３、（Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）ＴｉＯ_３、Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）(Ｚｒ，Ｔｉ)Ｏ_３、Ｐｂ（Ｚｎ，Ｎｂ）ＴｉＯ_３、Ｐｂ（Ｓｃ，Ｎｂ）ＴｉＯ_３、Ｐｂ（Ｎｉ，Ｎｂ）ＴｉＯ_３、Ｐｂ（Ｉｎ，Ｍｇ，Ｎｂ）ＴｉＯ_３、および、ＢａＴｉＯ_３のうちの少なくとも１種を含む、圧電素子。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の圧電素子を有する、インクジェット式記録ヘッド。
13. 請求項１２に記載のインクジェット式記録ヘッドを有する、インクジェットプリンタ。
14. 請求項１〜１１のいずれかに記載の圧電素子を有する、圧電ポンプ。
15. ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方と、
    ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方よりもヤング率が低い添加金属と、を含む、合金膜。
16. 基板の上方に第１電極を形成する工程と、
    前記第１電極の上方に圧電体層を形成する工程と、
    前記圧電体層の上方に第２電極を形成する工程と、を含み、
    前記第１電極を形成する工程は、ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方を含む合金膜を形成する工程を有し、
    前記合金膜は、さらに、ＩｒおよびＰｔのうちの少なくとも一方よりもヤング率が低い添加金属を含む、圧電素子の製造方法。
17. 請求項１６において、
    前記合金膜は、該合金膜の各構成元素からなる各ターゲットをスパッタすることにより形成される、圧電素子の製造方法。
18. 請求項１６において、
    前記合金膜は、該合金膜の各構成元素からなる単一ターゲットをスパッタすることにより形成される、圧電素子の製造方法。

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