JP2008218715A

JP2008218715A - 圧電素子の製造方法、インクジェット式記録ヘッドの製造方法、およびインクジェットプリンターの製造方法

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Publication number: JP2008218715A
Application number: JP2007054266A
Authority: JP
Inventors: Motohisa Noguchi; 元久野口
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-03-05
Filing date: 2007-03-05
Publication date: 2008-09-18

Abstract

【課題】残留応力を緩和してクラックの発生を抑制することのできる圧電素子を提供する。
【解決手段】本発明にかかる圧電素子の製造方法は、圧電材料溶液に複数の固体高分子を混合して、固体高分子含有圧電材料溶液を調製する工程と、基体１０の上方に第１電極３０を形成する工程と、第１電極の上方に、前記固体高分子含有圧電材料溶液を塗布して前駆体層を形成する工程と、前駆体層の加熱処理を行うことにより、前記前駆体層を結晶化するとともに、前記固体高分子を分解させて圧電体層４０を形成する工程と、を含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、圧電素子の製造方法、インクジェット式記録ヘッドの製造方法、およびインクジェットプリンターの製造方法に関する。

液体噴射ヘッド等に用いられる圧電素子は、圧電体層を有する。この圧電体層の形成方法としては、液相法が挙げられる。液相法は、圧電材料溶液を基体上に塗布した後にアニールを行うことにより圧電体層を得るものであり、ＣＶＤ法やスパッタ法で使用するような真空装置を使わないため、コスト面および環境面において有利なだけでなく、得られる圧電体層の特性も非常に良好である。しかしながら、液相法では、アニール工程において大きな残留応力が生じ、これがクラックの発生につながってしまうという問題があった。たとえば特許文献１では、多数回コートした圧電体材料を一括してアニールしているが、この方法では、一度に大きな残留応力が導入されてしまうため、クラックが発生しやすくなってしまうという問題がある。
特開平１０−１３９５９４号公報

本発明の目的は、残留応力を緩和してクラックの発生を抑制することのできる圧電素子の製造方法、インクジェット式記録ヘッドの製造方法、およびインクジェットプリンターの製造方法を提供することにある。

本発明にかかる圧電素子の製造方法は、
（ａ）圧電材料溶液に複数の固体高分子を混合して、固体高分子含有圧電材料溶液を調製する工程と、
（ｂ）基体の上方に第１電極を形成する工程と、
（ｃ）前記第１電極の上方に、前記固体高分子含有圧電材料溶液を塗布して前駆体層を形成する工程と、
（ｄ）前記前駆体層の乾燥、脱脂、結晶化アニールからなる加熱処理を行うことにより、前記前駆体層を結晶化するとともに、前記固体高分子を分解する工程と、
を含む。

本発明によれば、圧電材料溶液に固体高分子を含有させることにより、空孔を有する圧電体層を形成するため、圧電体層にかかる残留応力を小さくすることが可能となり、クラックを発生し難くすることができる。これにより、信頼性が高く、かつ圧電特性の良好な圧電素子を提供することができる。

なお本発明において、特定のＡ部材（以下、「Ａ部材」という。）の上方に設けられた特定のＢ部材（以下、「Ｂ部材」という。）というとき、Ａ部材の上に直接Ｂ部材が設けられた場合と、Ａ部材の上に他の部材を介してＢ部材が設けられた場合とを含む意味である。

本発明にかかる圧電素子の製造方法において、
前記工程（ｃ）では、複数の空孔を有する圧電体層が形成されていることができる。

本発明にかかる圧電素子の製造方法において、
前記空孔の径は、１００ｎｍ以下であることができる。

本発明にかかる圧電素子の製造方法において、
前記固体高分子の径は、２００ｎｍ以下であることができる。

本発明にかかる圧電素子の製造方法において、
前記固体高分子の径は、１００ｎｍ以下であることができる。

本発明にかかる圧電素子の製造方法において、
前記工程（ｃ）と（ｄ）の間に、
前記前駆体層を加熱することにより、乾燥処理および脱脂処理を行う工程をさらに含み、
前記固体高分子の融点は、少なくとも前記乾燥処理の加熱温度より高いことができる。

本発明にかかる圧電素子の製造方法において、
前記固体高分子は、前記圧電材料溶液の溶媒に不溶であることができる。

本発明にかかる圧電素子の製造方法において、
前記固体高分子は、前記前駆体層において、下方にいくほど単位体積あたりの数が多く含まれていることができる。

本発明にかかるインクジェット式記録ヘッドは、
上述したいずれかに記載の圧電素子の製造方法を含む。

本発明にかかるインクジェットプリンターは、
上述したインクジェット式記録ヘッドの製造方法を含む。

以下、本発明の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．圧電素子の製造方法
本実施の形態にかかる圧電素子１００の製造方法について説明する。図１〜図６は、本実施の形態にかかる圧電素子１００の製造方法を示す図である。

（１）まず、基体の一部としての基板１０を準備する（図１参照）。基板１０は、たとえばシリコン層１２および酸化物層１４を有する。酸化物層１４は、シリコン層１２の上部に酸化処理を施すことによって設けられた酸化シリコンであってもよいし、シリコン層１２の上面に公知の方法によって新たに設けられた酸化シリコンその他の酸化物であってもよい。酸化物層１４は、熱酸化処理などによって設けることができる。あるいは、基板１０の上部に酸化物層１４を別途設ける場合は、蒸着、スパッタ等の公知の方法によることができる。

（２）次に、基板１０上に弾性体層２０を形成する（図１参照）。弾性体層２０は、スパッタ法、真空蒸着、ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法（ＣＶＤ法）などの公知の方法で形成することができる。弾性体層２０の材質としては、たとえば、酸化ジルコニウム、窒化シリコン、酸化シリコンまたは、酸化アルミニウムなどが好適である。基板１０の上面に酸化物層１４を設けている場合、弾性体層２０の材質は、酸化物層１４の材質と同じ材質でも、異なる材質でもよい。たとえば、弾性体層２０は、材質を酸化ジルコニウムとし、スパッタ法により、たとえば５００ｎｍの厚みに形成することができる。

（３）次に、弾性体層２０上に、下部電極層３０（第１電極）を形成する（図１参照）。下部電極層３０の形成は、スパッタ法、真空蒸着、ＣＶＤ法などの公知の方法でおこなうことができる。下部電極層３０の材質は、ニッケル、イリジウム、白金などの各種の金属、それらの導電性酸化物（たとえば酸化イリジウムなど）、ＳｒＲｕＯ_３やＬａＮｉＯ_３といった複合酸化物など、を用いることができる。また、下部電極層３０は、前記例示した材料の単層でもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。たとえば、下部電極層３０は、材質を白金とし、スパッタ法により、たとえば１００ｎｍの厚みに形成することができる。

（４）次に、下部電極層３０上に、圧電体層４０を形成する（図３参照）。圧電体層４０は、ゾル−ゲル法、有機金属熱塗布分解法（ＭＯＤ法）等の液相法を用いて形成される。圧電体層４０の材質は、好ましくは、鉛、ジルコニウム、チタンを構成元素として含む酸化物とすることができる。すなわち、チタン酸ジルコン酸鉛（以下、ＰＺＴという）は、圧電性能が良好なため、圧電体層４０の材質として好適である。具体的には、以下のように圧電体層４０を形成する。

まず、チタン酸ジルコン酸鉛の圧電材料溶液の調製方法について、ゾル−ゲル法を適用する場合を例にとって説明する。まず、Ｐｂ、Ｚｒ、およびＴｉの有機金属化合物を準備し、溶媒に混合する。溶媒としては、たとえばエタノール、1-ブタノール、2-ｎ-ブトキシエタノール等のアルコールを適用することができる。その後、水をさらに加えて加水分解し、縮重合を起こさせて前駆体溶液（圧電材料溶液）を作製する。

次いで、前駆体溶液に複数の固体高分子を混合して固体高分子含有圧電材料溶液を作製する。固体高分子は、前駆体溶液の主溶媒に不溶または溶解度の低いものであることが好ましい。即ち、前駆体溶液中において、固体高分子が安定に分散できることが好ましい。また固体高分子の形状は、特に限定されず、たとえば略球状、略直方体等であることができ、その径（最長の軸長さ）は、２００ｎｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ以下であることがより好ましい。また固体高分子の融点は、後述する乾燥処理および脱脂工程の温度より高いことが好ましい。言い換えれば、固体高分子の融点は、前駆体溶液の溶媒の沸点より高いことが好ましく、たとえば２５０℃以上であることができる。固体高分子の材質としては、たとえば耐熱樹脂であることができ、少なくとも後述する乾燥処理の温度より高い融点を有し、結晶化アニールの温度で分解（ガス化）するものが好ましい。
具体的には、ふっ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、およびポリイミド樹脂等を用いることができる。

次に、作製した固体高分子圧電材料溶液を、下部電極層３０の上方全面にスピンコート、ディップコート、インクジェット法等により塗布する。

次に、熱処理（乾燥工程、脱脂工程）を行う。乾燥工程は溶媒の除去を目的としており、例えば、アルコール系溶媒を用いている場合には１００〜２００℃程度で行う。また、乾燥工程の時間は、例えば、１０分程度である。脱脂工程では、乾燥工程後のＰＺＴ前駆体層４２ａ中に残存する有機成分をＮＯ_２、ＣＯ_２、Ｈ_２Ｏ等に熱分解して離脱させることができる。脱脂工程の温度は、例えば３００〜４００℃程度である。塗布膜が所望の膜厚になるまで、塗布工程と熱処理（乾燥工程、脱脂工程）とを繰り返し行い、ＰＺＴ前駆体層４０ａを形成する（図２Ａ参照）。ＰＺＴ前駆体層４０ａは、複数の固体高分子４２ａを有する。なお、乾燥工程および脱脂工程の段階で固体高分子４２ａが分解されてもよい。この場合には、図２Ｂに示すように、ＰＺＴ前駆体層４０ａは、複数の空孔４２ｂを有する。

次いで、ＰＺＴ前駆体層４０ａを結晶化するための結晶化アニール（焼成工程）を行う。結晶化アニールでは、ＰＺＴ前駆体層４０ａを加熱することによって結晶化させることができるとともに、固体高分子４２ａを分解する。

なお、ＰＺＴ前駆体層４０ｂについて、結晶化アニールを行った場合でも、固体高分子４２ａを有するＰＺＴ前駆体層４０ａを結晶化アニールさせた場合と同等の空孔を持つ圧電体層４０を得ることが出来る。

結晶化アニールの温度は、例えば、６００℃〜７００℃である。結晶化アニールの時間は、例えば、３０分程度である。結晶化アニールに用いる装置としては、特に限定されないが、拡散炉やＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）装置などを用いることができる。以上の工程により、複数の空孔４２を有する圧電体層４０を形成することができる。圧電体層４０は、たとえば４００ｎｍの厚みに形成することができる。

（５）次に圧電体層４０上に、上部電極層５０（第２電極）を形成する。上部電極層５０の形成は、スパッタ法、真空蒸着、ＣＶＤ法などの公知の方法でおこなうことができる。上部電極層５０の材質は、ニッケル、イリジウム、白金などの各種の金属、それらの導電性酸化物（たとえば酸化イリジウムなど）、ＳｒＲｕＯ_３やＬａＮｉＯ_３といった複合酸化物など、を用いることができる。また、上部電極層５０は、前記例示した材料の単層でもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。たとえば、上部電極層５０は、材質を白金とし、スパッタ法により、たとえば１００ｎｍの厚みに形成することができる。このようにして、下部電極層３０、圧電体層４８、および上部電極層５０からなるキャパシタ構造部６０を形成することができる。

以上の工程により、本実施の形態にかかる圧電素子１００を形成することができる。本実施の形態にかかる圧電素子１００の形成方法では、前駆体溶液に固体高分子を混合している。これにより、ＰＺＴ前駆体層４０ａを結晶化アニールするときに、固体高分子４２ａが分解（ガス化）するため、あるいは脱脂するときに固体高分子が分解（ガス化）することでＰＺＴ前駆体層４０ｂに空孔４２ｂが形成されているため、圧電体層４０中に空孔４２を設けることができる。これにより、圧電体層４０中に空孔４２を形成することができ、残留応力を緩和し、クラックの発生を抑制することができる。

さらに、本実施の形態では、空孔４２を設けるために成形物である固体高分子４２ａを用いていることから、固体高分子４２ａの大きさおよび数を適宜調製することにより、適切な大きさおよび数の空孔４２を設けることが容易である。したがって、圧電体層４０の材料や膜厚、下部電極層３０の材料や膜厚等に応じて、空孔４２の大きさおよび数を容易に変えることができる。

また、本実施の形態では、空孔４２の径は、１００ｎｍ以下であることが好ましい。空孔のサイズが１００ｎｍより大きいと、圧電体層４０を構成する結晶の柱状構造が広い範囲で分断されてしまい、圧電特性が低下してしまうことがあるからである。即ち空孔４２の径を１００ｎｍ以下にすることにより、圧電体層４８を構成する結晶の柱状構造が分断されることを防止し、圧電素子１００の圧電特性および強度を良好に保つことができる。

また固体高分子は、上述したように、前駆体溶液の溶媒に不溶または溶解度の低いものであることが好ましく、さらに乾燥工程および脱脂工程の温度より高い融点を有することが好ましい。これにより、固体高分子の形状を結晶化アニール時に分解（ガス化）するまで保持することができ、空孔の形状の調製を容易にすることができる。さらに、固体高分子が圧電材料溶液と混ざり合わないので、固体高分子自身が圧電体層４０の特性に影響を与えるのを防止することができる。なお、仮に圧電材料溶液に溶ける高分子を使用した場合は、その後の乾燥、脱脂、および結晶化アニールがスムーズに進行しなくなるため、得られる圧電体層の圧電特性は著しく劣化してしまう。

本実施形態にかかる圧電素子については、以上であるが、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。たとえば、下部電極側（下方）にいくほど単位体積あたりの空孔の数を多く設けてもよい。このように圧電体層４０の中で空孔の数を偏在させるためには、固体高分子４２ａを下方にいくほど密に配置されるようにする。そのためには、様々な方法が可能であるが、たとえば、固体高分子４２ａが、圧電材料溶液より高い密度のものを選択することによって実現される。もしくは、最初に固体高分子４２ａを含む固体高分子含有溶液を用いて圧電体層を形成したのちに、固体高分子４２ａを含まない圧電材料溶液を用いて圧電体層を形成してもよい。

２．実験例
本実験例では、上述した圧電素子１００の製造方法を用いて圧電アクチュエータ３００を形成し、それぞれをパルス駆動させてクラックの発生状況を観察した。

２．１．第１の実験例
第１の実験例では、上述した本実施の形態にかかる圧電素子の製造方法を用いて、圧電素子を適用した圧電アクチュエータ３００を形成した。

圧電アクチュエータ３００は、基板１０と、基板１０に設けられた圧力発生室１６と、基板１０の上方に設けられた弾性体層２０と、弾性体層２０の上方に設けられたキャパシタ構造部６２であって、下部電極層３２と、圧電体層４３と、上部電極層５２とを有するキャパシタ構造部６２とを含む。

基板１０は、本実施形態の圧電アクチュエータ３００の支持体となる機能を有する。基板１０の下方には、圧力発生室１６と、圧力発生室１６の下方に設けられたノズルプレート１８とが設けられている。

圧電アクチュエータ３００の製造工程は、以下の通りである。

まず、シリコン基板１２を準備し、その上面を酸化処理することにより厚み約１．０μｍの酸化シリコン１４を形成した。次いでスパッタ法により、厚み約５００ｎｍの酸化ジルコニウムからなる弾性体層２０と、その上に厚み１００ｎｍの白金からなる下部電極層３２を形成した。

次いで高分子ビーズを分散させたＰＺＴ溶液をスピンコート法により下部電極層３２上に塗布し、乾燥、脱脂、焼成を行い結晶化した。焼成工程では、ＲＴＡにより５分間行った。結晶化後の膜厚は２００ｎｍであり、塗布、乾燥、脱脂、焼成の工程を５回繰り返し、膜厚１μｍのＰＺＴ層４３を得た。ここで得られたＰＺＴ層４３には、高分子ビーズが分解して分解（ガス化）したことにより、空孔が形成されていることを、ＳＥＭ画像により確認した。

その後、厚み１００ｎｍの白金からなる上部電極層５２を形成し、パターニングを行い、酸化アルミニウムからなる保護膜５４および配線（図示せず）を形成した。さらにシリコン基板１２を下方からエッチングすることで圧力発生室１６を形成し、ノズルプレート１８を設けた。

得られた圧電アクチュエータ３００をパルス駆動させたところ、１００億パルス駆動させてもクラックが発生しなかった。

２．２．第２の実験例（比較例）
第２の実験例では、以下のように圧電アクチュエータを形成した。圧電アクチュエータの構成は、空孔が形成されていない点で異なるが、それ以外については、上述した第１の実験例の圧電アクチュエータ３００と同様の構成である。

圧電アクチュエータの製造工程は、以下の通りである。

次いでＰＺＴ溶液をスピンコート法により下部電極層３２上に塗布し、乾燥、脱脂、焼成を行い結晶化した。焼成工程では、ＲＴＡにより５分間行った。結晶化後の膜厚は２００ｎｍであり、塗布、乾燥、脱脂、焼成の工程を５回繰り返し、膜厚１μｍのＰＺＴ層４３を得た。ここで得られたＰＺＴ層４３には、ほとんど空孔が形成されていないことを、ＳＥＭ画像により確認した。

得られた圧電アクチュエータ３００をパルス駆動させたところ、１０億パルスでクラックが発生した。

３．インクジェット式記録ヘッド
次に、図４に示した圧電素子１００を用いたインクジェット式記録ヘッドについて説明する。図６は、図４に示した圧電素子１００を用いた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）５００は、図６に示すように、ヘッド本体５４２と、ヘッド本体５４２の上に設けられた圧電部５４０と、を備える。なお、図６に示した圧電部５４０は、図４に示した圧電素子１００における下部電極層３０、圧電体層４０、および上部電極層５０に相当する。本実施の形態にかかるインクジェット式記録ヘッドおいて、圧電素子１００は、圧電アクチュエータとして機能することができる。圧電アクチュエータとは、ある物質を動かす機能を有する素子、即ち電圧を印加することにより機械的ひずみを発生させる素子である。

また、図４に示した圧電素子１００における酸化物層１４および弾性体層２０は、図６において弾性膜５５０に相当する。また、基板１０（図６参照）は後述するようにヘッド本体５４２の要部を構成するものとなっている。

すなわち、ヘッド５００は、図７に示すようにノズル板５１０と、インク室基板５２０と、弾性膜５５０と、弾性膜５５０に接合された圧電部（振動源）５４０とを備え、これらが基体５６０に収納されて構成されている。なお、このヘッド５００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５１０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５１０には、インク室基板５２０が固着（固定）されている。インク室基板５２０は、上述の基板１２によって形成されたものである。インク室基板５２０は、ノズル板５１０、側壁（隔壁）５２２、および後述する弾性膜５５０によって、複数のキャビティー（インクキャビティー）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８参照）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から各キャビティー５２１にインクが供給される。

キャビティー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。キャビティー５２１は、後述する弾性膜５５０の振動によってそれぞれ容積可変になっている。キャビティー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５２０のノズル板５１０と反対の側には弾性膜５５０が配設されている。さらに弾性膜５５０のインク室基板５２０と反対の側には複数の圧電部５４０が設けられている。弾性膜５５０の所定位置には、図７に示すように、弾性膜５５０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、後述する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５４０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５４０はそれぞれ振動源（ヘッドアクチュエーター）として機能する。弾性膜５５０は、圧電部５４０の振動（たわみ）によって振動し（たわみ）、キャビティー５２１の内部圧力を瞬間的に高めるよう機能する。

基体５６０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５６０にインク室基板５２０が固定、支持されている。

本実施の形態にかかるインクジェット式記録ヘッド５００によれば、上述したように、圧電部５４０にクラックが発生しにくいため信頼性が高く、かつ良好な圧電特性を有するため、効率的なインクの吐出が可能となっている。したがって、ノズル５１１の高密度化などが可能となり、高密度印刷や高速印刷が可能となる。さらには、ヘッド全体の小型化を図ることができる。

４．インクジェットプリンター
次に、上述のインクジェット式記録ヘッド５００を備えたインクジェットプリンターについて説明する。図８は、本発明のインクジェットプリンター６００を、紙等に印刷する一般的なプリンターに適用した場合の一実施形態を示す概略構成図である。なお、以下の説明では、図８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ー６００は、装置本体６２０を備えており、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を備えた印刷装置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とを備えている。

ヘッドユニット６３０は、その下部に、上述の多数のノズル５１１を備えるインクジェット式記録ヘッド５００と、このインクジェット式記録ヘッド５００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５００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５００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。

本実施の形態にかかるインクジェットプリンター６００によれば、信頼性が高く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５００を備えているので、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ー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。

５．上記のように、本発明の実施形態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よう。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。

また、上述した実施形態に係る圧電素子は、アクチュエータ、インクジェット式記録ヘッド、インクジェットプリンタの他に、たとえばジャイロセンサ等のジャイロ素子、ＦＢＡＲ（film bulk acoustic resonator）型やＳＭＲ（solid mounted resonator）型等のＢＡＷ（bulk acoustic wave）フィルタ、超音波モータなどに適用されることができる。本発明の実施形態に係る圧電素子は、上述したように良好な圧電特性を有し、信頼性が高いため、各種の用途に好適に適用できる。

本実施の形態にかかる圧電素子１００の製造方法を説明するための模式図である。本実施の形態にかかる圧電素子１００の製造方法を説明するための模式図である。本実施の形態にかかる圧電素子１００の製造方法を説明するための模式図である。本実施の形態にかかる圧電素子１００の製造方法を説明するための模式図である。本実施の形態にかかる圧電素子１００を模式的に示す断面図である。実験例にかかる圧電アクチュエータ３００を模式的に示す断面図である。インクジェット式記録ヘッドの概略構成図である。インクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。本実施の形態にかかるインクジェットプリンターの概略構成図である。

符号の説明

１０基板、１２シリコン層、１４酸化物層、２０弾性体層、３０下部電極層、３２下部電極層、４０圧電体層、４０ａ前駆体層、４２空孔、４２ａ固体高分子、５０上部電極層、５２上部電極層、５４保護膜、６０キャパシタ構造部、６２キャパシタ構造部、１００圧電素子、２００圧電素子、３００圧電アクチュエータ、５００インクジェット式記録ヘッド、５１０ノズル板、５１１ノズル、５２０インク室基板、５２１キャビティー、５２２側壁、５２３リザーバ、５２４供給口、５３１連通孔、５４０圧電部、５４２ヘッド本体、５５０弾性板、５６０基体、６００インクジェットプリンター、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

（ａ）圧電材料溶液に複数の固体高分子を混合して、固体高分子含有圧電材料溶液を調製する工程と、
（ｂ）基体の上方に第１電極を形成する工程と、
（ｃ）前記第１電極の上方に、前記固体高分子含有圧電材料溶液を塗布して前駆体層を形成する工程と、
（ｄ）前記前駆体層の結晶化アニール乾燥、脱脂および結晶化アニールからなる加熱処理を行うことにより、前記前駆体層を結晶化するとともに、前記固体高分子を分解する工程と、
を含む、圧電素子の製造方法。
請求項１において、
前記工程（ｄ）では、複数の空孔を有する圧電体層が形成されている、圧電素子の製造方法。
請求項２において、
前記空孔の径は、１００ｎｍ以下である、圧電素子の製造方法。
請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記固体高分子の径は、２００ｎｍ以下である、圧電素子の製造方法。
請求項４のいずれかにおいて、
前記固体高分子の径は、１００ｎｍ以下である、圧電素子の製造方法。
請求項１ないし５のいずれかにおいて、
前記固体高分子の融点は、前記乾燥処理の加熱温度より高い、圧電素子の製造方法。
請求項１ないし５のいずれかにおいて、
前記固体高分子の融点は、前記脱脂処理の加熱温度より高い、圧電素子の製造方法。
請求項１ないし７のいずれかにおいて、
前記固体高分子は、前記圧電材料溶液の溶媒に不溶である、圧電素子の製造方法。
請求項１ないし８のいずれかにおいて、
前記固体高分子は、前記前駆体層において、下方にいくほど単位体積あたりの数が多く含まれている、圧電素子の製造方法。
請求項１ないし９のいずれかに記載の圧電素子の製造方法を含む、インクジェット式記録ヘッドの製造方法。
請求項１０に記載のインクジェット式記録ヘッドの製造方法を含む、インクジェットプリンターの製造方法。