JP2011077197A - 液体噴射ヘッド、アクチュエーター装置及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】結晶成長時の揺らぎが小さく、変位特性のよい液体噴射ヘッド、これを用いた噴射特性のよい液体噴射装置、並びに変位特性のよいアクチュエーター装置を提供する。
【解決手段】液体を噴射するノズル開口に連通する液体流路が設けられた流路形成基板上に第一電極６０と、圧電体層７０と、第二電極８０とからなる圧電素子３００を備え、圧電体層７０は、鉛（Ｐｂ）、チタン（Ｔｉ）及びジルコニウム（Ｚｒ）からなる圧電体膜７１と、圧電体膜７１間に設けられたニオブ（Ｎｂ）、鉛（Ｐｂ）、チタン（Ｔｉ）及びジルコニウム（Ｚｒ）を含有するニオブ含有膜７２とからなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、液体噴射ヘッド、アクチュエーター装置及び液体噴射装置に関する。

液体噴射ヘッド等に用いられるアクチュエーター装置は、電気機械変換機能を呈する圧電材料からなる圧電体層を２つの電極で挟んだ圧電素子であり、圧電体層は、例えば、結晶化した圧電性セラミックスにより構成されている。

圧電材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（以下、「ＰＺＴ」という）を主成分とする二成分系、または、この二成分系のＰＺＴに第三成分を加えた三成分系とがある。第三成分としては、例えば、ニオブや錫などを添加したものが知られており（特許文献１参照）、これらの組成の圧電体薄膜は、例えば、スパッタ法、ゾル−ゲル法、ＭＯＤプロセス（Metal organic decomposition process）等により形成することができる。

一般的に二成分系のＰＺＴを用いた圧電体層は三成分系のＰＺＴを用いた圧電体層よりも変位特性が高く、特に抗電界を超えた電圧を印加して駆動する場合にはこの傾向が顕著になる。

特開２００７−１３８２９２号公報（請求項１、段落００２０等）

しかしながら、上記のような二成分系の圧電材料を用いた圧電体層は、結晶成長時の揺らぎが大きいという問題がある。即ち、二成分系の圧電材料からなる圧電体膜を複数回の塗布と焼成とでエピタキシャル成長により形成する場合に、その結晶成長起点において結晶成長方向が揺らぎやすく、例えば（１００）面に配向させようとしても、基板法線方向から傾いて成長してしまうことがあり、その結果、圧電歪みが小さくなるので所望の変位特性を得ることができないという問題がある。ここでエピタキシャル成長とは、結晶が成長する際に、下地の結晶面と同一の結晶面を保ちつつ成長することを指すのが一般である。またエピタキシャル成長した結果、形成された膜が単結晶であるものをエピタキシャル膜と一般的には呼ぶが、下地が単結晶でない場合（結晶成長方向に配向するが、結晶成長方向と垂直な方向には無配向である多結晶の場合）は、エピタキシャル成長した結果、結晶成長方向に結晶面が揃った所謂配向膜となる。本件では、下地が単結晶であるか多結晶であるかに係わらず、下地の結晶面に倣って成長することをエピタキシャル成長と呼ぶことにする。

本発明はこのような事情に鑑み、結晶成長時の揺らぎが小さく、変位特性のよい液体噴射ヘッド、これを用いた噴射特性のよい液体噴射装置、並びに変位特性のよいアクチュエーター装置を提供することを目的とする。

本発明の液体噴射ヘッドは、液体を噴射するノズル開口に連通する液体流路が設けられた流路形成基板と、該流路形成基板上方に設けられた第一電極と、圧電体層と、該圧電体層の前記第一電極とは反対側に形成された第二電極とを有する圧電素子を備え、前記圧電体層は、鉛（Ｐｂ）、チタン（Ｔｉ）及びジルコニウム（Ｚｒ）からなる圧電体膜を複数含み、前記各圧電体膜間には、ニオブ（Ｎｂ）、鉛、チタン及びジルコニウムを含有するニオブ含有膜が形成されていることを特徴とする。ニオブ含有膜が形成されていることで、圧電体膜の結晶成長時の揺らぎが小さく、圧電体層の変位特性が向上する。

前記ニオブ含有膜が前記第一電極上に形成されていることが好ましい。ニオブ含有膜が第一電極上に形成され、この上に圧電体層が形成されるので、ニオブ含有膜上の圧電体膜の結晶成長時の揺らぎが小さく、圧電体層の変位特性が向上する。

本発明のアクチュエーター装置は、第一電極と、該第一電極上に形成された圧電体層と、該圧電体層の前記第一電極とは反対側に形成された第二電極とを具備し、前記圧電体層は、鉛、チタン及びジルコニウムからなる圧電体膜を複数含み、前記各圧電体膜間には、ニオブ、鉛、チタン及びジルコニウムを含有するニオブ含有膜が形成されていることを特徴とする。ニオブ含有膜が形成されていることで、圧電体膜の結晶成長時の揺らぎが小さく、圧電体層の変位特性が向上する。

本発明の液体噴射装置は、前記いずれかに記載の液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする。前記した変位特性に優れた液体噴射ヘッドを備えたことで、液体噴射特性に優れたものとなる。

記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。 記録ヘッドの平面図及び断面図である。 記録ヘッドの要部断面図である。 本発明の記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。 本発明の記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。 本発明の記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。 本発明の記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。 本発明の記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。 本発明の記録装置の概略図である。

（インクジェット式記録ヘッド）
まず、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法により製造される液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドについて説明する。

図１は、本発明の実施形態１に係る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り、図２は、（ａ）図１の平面図及び（ｂ）そのＡ−Ａ′断面図であり、図３は図２（ｂ）の一部拡大断面図である。

図示するように、流路形成基板１０は、シリコン単結晶基板からなり、その一方の面には二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。

流路形成基板１０には、複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４及び連通路１５を介して連通されている。連通部１３は、後述する保護基板のリザーバー部３１と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバー１００の一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。

また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート２０は、例えばガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。

一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、第一電極６０と圧電体層７０と第二電極８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、第一電極６０、圧電体層７０及び第二電極８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。本実施形態では、第一電極６０を圧電素子３００の共通電極とし、第二電極８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。また、ここでは、駆動により変位が生じる圧電素子３００をアクチュエーター装置と称する。なお、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び第一電極６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、第一電極６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。

圧電体層７０は、第一電極６０上に形成される電気機械変換作用を示す圧電材料からなり、その厚さは０．５〜５μｍである。圧電体層７０は、圧電体膜７１と、圧電体膜７１間に設けられたニオブ含有膜７２とからなる。

圧電体膜７１は、ペロブスカイト構造の結晶膜であり、Ｐｂ、Ｔｉ及びＺｒを含むものである。本実施形態では、二成分系のチタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃、ＰＺＴ）を用いている。二成分系のチタン酸ジルコン酸鉛を用いていることで、本実施形態の圧電体膜７１は、圧電歪みが大きく、圧電体層７０の変位特性を向上させることができる。

ところで、この圧電体膜７１は、エピタキシャル成長によって形成され、（１００）面に優先配向している。優先配向とは結晶の配向方向が無秩序ではなく、特定の結晶面がほぼ一定の方向に向いている状態をいう。この場合に、二成分系の圧電体膜７１はエピタキシャル成長時における結晶揺らぎが大きいため所望の歪み特性を得ることができないことがあるので、これを防止する必要がある。

そこで、本実施形態では、下地層としてニオブを含有する三成分系のチタン酸ジルコン酸鉛からなるニオブ含有膜７２を設けている。ニオブ含有膜７２は、少なくともＮｂ、Ｐｂ、Ｔｉ及びＺｒを含むものであり、これらを含有していれば更に別の成分を含有していてもよい。本実施形態では、ニオブ添加チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＮＺＴ）を用いている。ニオブ含有膜７２は、ニオブを含有していることで、結晶配向性が高い。従って、この膜を圧電体膜７１の下地層として設けると、ニオブ含有膜７２上の圧電体膜７１の結晶配向性を高く保持することができる。即ち、エピタキシャル成長時においては、膜は下地層の影響を強く受けることから、圧電体膜７１をエピタキシャル成長により形成する時には、圧電体膜７１は、下地層である結晶配向性のよいニオブ含有膜７２の影響を強く受けて結晶配向性が向上する。これにより、結晶揺らぎが抑制され、圧電体膜７１は所望の歪み特性を得ることができる。従って、本実施形態においては、圧電体層７０は、第一電極６０上に、ニオブ含有膜７２、圧電体膜７１の順で複数積層されてなるものであり、各ニオブ含有膜７２は、ニオブ含有膜７２上に形成された各圧電体膜７１の結晶揺らぎを抑制し、結晶配向を制御している。即ち、本実施形態の圧電体層７０は、圧電体膜７１の結晶揺らぎが抑制され、変位特性がよい。このようなニオブ含有膜７２の膜厚は、例えば１０〜２０ｎｍである。この範囲であれば二成分系の圧電材料からなる圧電体膜７１のみから圧電体層７０を形成するよりも変位特性を向上させることができる。

また、圧電素子３００の個別電極である各第二電極８０には、インク供給路１４側の端部近傍から引き出され、絶縁体膜５５上にまで延設される、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が接続されている。

このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上、すなわち、第一電極６０、絶縁体膜５５及びリード電極９０上には、リザーバー１００の少なくとも一部を構成するリザーバー部３１を有する保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。このリザーバー部３１は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバー１００を構成している。

また、保護基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３２が設けられている。圧電素子保持部３２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ればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。

このような保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。

また、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。そして、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０の端部近傍は、貫通孔３３内に露出するように設けられている。

また、保護基板３０上には、並設された圧電素子３００を駆動するための駆動回路１２０が固定されている。この駆動回路１２０としては、例えば、回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）等を用いることができる。そして、駆動回路１２０とリード電極９０とは、ボンディングワイヤー等の導電性ワイヤーからなる接続配線１２１を介して電気的に接続されている。

また、このような保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料からなり、この封止膜４１によってリザーバー部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、比較的硬質の材料で形成されている。この固定板４２のリザーバー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となっているため、リザーバー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。

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段と接続したインク導入口からインクを取り込み、リザーバー１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路１２０からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの第一電極６０と第二電極８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、第一電極６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出される。

（インクジェット式記録ヘッドの製造方法）
以下、上述したインクジェット式記録ヘッドの製造方法について、図４〜図８を参照して説明する。図４〜図８は、インクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。

まず、図４（ａ）に示すように、流路形成基板１０が複数一体的に形成されるシリコンウエハーである流路形成基板用ウエハー１１０の表面に弾性膜５０を構成する二酸化シリコン（ＳｉＯ_２）からなる二酸化シリコン膜５１を形成する。次いで、図４（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５１）上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成する。

次いで、図４（ｃ）に示すように、絶縁体膜５５上の全面に第一電極６０を形成し、所定形状にパターニングする。この第一電極６０の材料は、圧電体層７０がチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）であることに鑑みれば、酸化鉛の拡散による導電性の変化が少ない材料であることが望ましい。このため、第一電極６０の材料としては白金、イリジウム等が好適に用いられる。また、第一電極６０は、例えば、スパッタリング法等のＰＶＤ法（物理蒸着法）などにより形成することができる。

この第一電極６０上には、圧電体層７０が形成される。本実施形態では、この圧電体層７０を構成する圧電体膜７１としては、二成分系のチタン酸ジルコン酸鉛を用いて変位特性のよい圧電素子を形成する。以下、本実施形態における圧電体層７０の作製手順を詳細に説明する。

第一電極６０上に直接二成分系のチタン酸ジルコン酸鉛のみからなる圧電体層７０を形成すると結晶成長時における揺らぎが大きくなってしまうので、これを抑制し所望の圧電歪み特性を得ることで、圧電体層７０が所望の変位特性を得ることができるようにする必要がある。そこで、本実施形態においては、結晶成長時における揺らぎを抑制しつつ、かつ、変位特性を向上させることができるように、結晶成長時に揺らぎが少ないニオブを含有した三成分系のチタン酸ジルコン酸鉛からなるニオブ含有膜７２を形成し、このニオブ含有膜７２上に二成分系のチタン酸ジルコン酸鉛からなる圧電体膜７１を形成する。以下、詳細に説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、流路形成基板用ウエハー１１０の第一電極６０が形成された面にニオブ含有膜７２を形成するためのニオブ含有前駆体膜７３を形成する。本実施形態では、有機金属化合物を溶媒に溶解・分散したいわゆるゾル（塗布溶液）を塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなるニオブ含有膜７２を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いてニオブ含有膜７２を形成している。なお、ニオブ含有膜７２の製造方法は、ゾル−ゲル法に限定されず、例えば、ＭＯＤ（Metal-Organic Decomposition）法等を用いてもよい。

具体的には、第一電極６０が形成された流路形成基板１０上にＰｂ、Ｚｒ、Ｔｉ及びＮｂのそれぞれの有機化合物を含むゾル（塗布溶液）を塗布し、ニオブ含有前駆体膜７３とする（ニオブ含有前駆体塗布工程）。このニオブ含有前駆体膜７３を所定温度に加熱して一定時間乾燥させる（乾燥工程）。次に、乾燥したニオブ含有前駆体膜７３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）。なお、以下、これらのニオブ含有前駆体塗布工程、乾燥工程及び脱脂工程をまとめてニオブ含有前駆体膜成膜工程とする。

次いで、このニオブ含有前駆体膜７３上に、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電体膜７１を形成するための圧電体前駆体膜７４を形成する。ここで、本実施形態では、有機金属化合物を溶媒に溶解・分散したいわゆるゾル（塗布溶液）を塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体前駆体膜７４を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体前駆体膜７４を形成している。なお、圧電体前駆体膜７４の製造方法は、ゾル−ゲル法に限定されず、例えば、ＭＯＤ（Metal-Organic Decomposition）法等を用いてもよい。

まず、図５（ｂ）に示すように、ニオブ含有前駆体膜７３上にＰＺＴ前駆体膜である圧電体前駆体膜７４を成膜する。すなわち、ニオブ含有前駆体膜７３が形成された流路形成基板１０上にＰｂ、Ｚｒ及びＴｉそれぞれの有機化合物を含むゾル（塗布溶液）を塗布する（前駆体塗布工程）。この圧電体前駆体膜７４を所定温度に加熱して一定時間乾燥させる（乾燥工程）。次に、乾燥した圧電体前駆体膜７４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）。なお、以下、これらの前駆体塗布工程、乾燥工程及び脱脂工程をまとめて前駆体膜成膜工程とする。

そして、再度ニオブ含有前駆体膜成膜工程及び前駆体膜成膜工程を繰り返し、二層目のニオブ含有前駆体膜７３上に二層目の圧電体前駆体膜７４を形成する。

このようにニオブ含有前駆体膜成膜工程及び前駆体膜成膜工程を所定回数（例えば３回）繰り返した後に図５（ｂ）に示すように、ニオブ含有前駆体膜７３及び圧電体前駆体膜７４を所定温度に加熱して一定時間保持することによって結晶化させ、積層されたニオブ含有膜７２及び圧電体膜７１を形成する（焼成工程）。なお、以下これらの複数のニオブ含有前駆体膜成膜工程及び前駆体膜成膜工程並びに焼成工程をまとめて圧電体膜形成工程とする。得られた圧電体膜７１は、それぞれニオブ含有膜７２を形成したことにより、結晶配向性がよく揺らぎが少なく、圧電歪みが大きい。

そして、圧電体膜形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ニオブ含有膜７２及び圧電体膜７１が積層された圧電体層７０を形成する。なお、この圧電体層７０の厚さについては、製造工程でクラックが発生しない程度に厚さを抑え、且つ十分な変位特性を呈する程度に厚く形成する。本実施形態では、圧電体膜７１を形成する度にニオブ含有膜７２を形成することで、圧電体膜７１の成長時における揺らぎが抑制され、所望の圧電特性の圧電素子３００を形成することができる。

その後、図６（ａ）に示すように、圧電体層７０上に亘って、例えば、イリジウム（Ｉｒ）からなる第二電極８０を形成する。そして、図６（ｂ）に示すように、圧電体層７０及び第二電極８０を、各圧力発生室１２に対向する領域にパターニングして圧電素子３００を形成する。圧電体層７０及び第二電極８０のパターニングとしては、例えば、反応性イオンエッチングやイオンミリング等のドライエッチングが挙げられる。

次に、リード電極９０を形成する。具体的には、図６（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウエハー１１０の全面に亘ってリード電極９０を形成後、例えば、レジスト等からなるマスクパターン（図示なし）を介して各圧電素子３００毎にパターニングすることで形成される。

次に、図７（ａ）に示すように、流路形成基板用ウエハー１１０の圧電素子３００側に、シリコンウエハーであり複数の保護基板３０となる保護基板用ウエハー１３０を接着剤３５を介して接合する。

次に、図７（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウエハー１１０を所定の厚みに薄くする。次いで、図７（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウエハー１１０にマスク膜５２を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、図８に示すように、流路形成基板用ウエハー１１０をマスク膜５２を介して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）することにより、圧電素子３００に対応する圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５等を形成する。

その後は、流路形成基板用ウエハー１１０及び保護基板用ウエハー１３０の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、流路形成基板用ウエハー１１０の保護基板用ウエハー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を接合すると共に、保護基板用ウエハー１３０にコンプライアンス基板４０を接合し、流路形成基板用ウエハー１１０等を図１に示すような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Ｉとする。

このように、本実施形態においてはニオブ含有膜７２を形成することで、ニオブ含有膜７２上にエピタキシャル成長により形成された圧電体膜７１の結晶配向性を向上させ、圧電体層が所望の変位特性を得ることができるように構成している。

（液体噴射装置）
図９に示すインクジェット式記録装置ＩＩにおいて、上述した変位特性に優れたインクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ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。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂ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するものとしている。

そして、駆動モーター６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。

（他の実施形態）
また、上述した実施形態においては、ニオブ含有前駆体膜成膜工程及び前駆体膜成膜工程をこの順で所定回数繰り返したが、ニオブ前駆体塗布工程、乾燥工程及び脱脂工程を行った後に、前駆体塗布工程、乾燥工程及び脱脂工程を所定回数繰り返し、その後焼成工程を行っても良い。即ち、上述した実施形態では圧電体前駆体膜７４を形成する度にニオブ含有膜７２を形成したが、ニオブ含有前駆体膜７３を形成した後に複数層の圧電体前駆体膜７４を形成し、その後焼成して圧電体膜７１を形成してもよい。

また、上述したインクジェット式記録ヘッドの製造方法では、第一電極６０をパターニングすることにより形成した後に圧電体層７０を形成するようにしたが、デバイスの関係上、第一電極６０上に１層目の圧電体膜７１を形成し、その後、第一電極６０を圧電体膜７１と共にパターニングするようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、流路形成基板１０として、シリコン単結晶基板を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、ＳＯＩ基板、ガラス等の材料を用いるようにしてもよい。

また、本発明は、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に搭載されるアクチュエーター装置に限られず、他の装置に搭載されるアクチュエーター装置にも適用することができる。

また、上述したインクジェット式記録装置ＩＩでは、インクジェット式記録ヘッド（ヘッドユニット１Ａ、１Ｂ）がキャリッジ３に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッドが固定されて、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。

Ｉ 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 連通部、 １４ インク供給路、 ２０ ノズルプレート、 ２１ ノズル開口、 ３０ 保護基板、 ３１ リザーバー部、 ３２ 圧電素子保持部、 ４０ コンプライアンス基板、 ５０ 弾性膜、 ５５ 絶縁体膜、 ６０ 第一電極、 ７０ 圧電体層、 ７２ ニオブ含有膜、 ８０ 第二電極、 ９０ リード電極、 １００ リザーバー、 １１０ 流路形成基板用ウエハー、 １２０ 駆動回路、 １２１ 接続配線、 ３００ 圧電素子

Claims (4)

1. 液体を噴射するノズル開口に連通する液体流路が設けられた流路形成基板と、該流路形成基板上方に設けられた第一電極と、圧電体層と、該圧電体層の前記第一電極とは反対側に形成された第二電極とを有する圧電素子を備え、
   前記圧電体層は、鉛（Ｐｂ）、チタン（Ｔｉ）及びジルコニウム（Ｚｒ）からなる圧電体膜を複数含み、前記各圧電体膜間には、ニオブ（Ｎｂ）、鉛、チタン及びジルコニウムを含有するニオブ含有膜が形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 前記ニオブ含有膜が前記第一電極上に形成されていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
3. 第一電極と、該第一電極上に形成された圧電体層と、該圧電体層の前記第一電極とは反対側に形成された第二電極とを具備し、
   前記圧電体層は、鉛、チタン及びジルコニウムからなる圧電体膜を複数含み、前記各圧電体膜間には、ニオブ、鉛、チタン及びジルコニウムを含有するニオブ含有膜が形成されていることを特徴とするアクチュエーター装置。
4. 請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする液体噴射装置。

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