JP3481235B1 - 圧電素子、インクジェットヘッド、角速度センサ及びこれらの製造方法、並びにインクジェット式記録装置 - Google Patents

圧電素子、インクジェットヘッド、角速度センサ及びこれらの製造方法、並びにインクジェット式記録装置

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Abstract

【要約】 【課題】 圧電素子において結晶性及び（００１）面結
晶配向性の良好なペロブスカイト型酸化物からなる圧電
体層を形成して、この圧電素子の特性ばらつきを低減す
るとともに、耐電圧及び信頼性を向上させる。 【解決手段】 基板１１上に密着層１２を設け、密着層
１２上に、チタン又は酸化チタンを含有する貴金属から
なる第１の電極層１４を設け、第１の電極層１４上に、
（１００）面又は（００１）面に優先配向した配向制御
層１５を設ける。この配向制御層１５における第１の電
極層１４側の表面近傍部を、（１００）面又は（００
１）面配向の領域が第１の電極層１４における配向制御
層１５側の表面部に位置するチタン又は酸化チタン上に
存在しかつ層厚方向と垂直な断面における上記領域の面
積が第１の電極層１４側から反対側に向かって大きくな
る構造とする。この配向制御層１５上に、（００１）面
に優先配向した圧電体層１６を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気機械変換機能
を呈する圧電素子、この圧電素子を用いたインクジェッ
トヘッド、角速度センサ及びこれらの製造方法、並びに
上記インクジェットヘッドを印字手段として備えたイン
クジェット式記録装置に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、圧電材料は、機械的エネルギー
を電気的エネルギーに変換し、或いは電気的エネルギー
を機械的エネルギーに変換する材料である。この圧電材
料の代表的なものとしては、ペロブスカイト型結晶構造
のチタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）
（以下、ＰＺＴという）がある。このＰＺＴにおいて最
も大きな圧電変位が得られる方向は、正方晶系の場合に
は＜００１＞方向（ｃ軸方向）であり、菱面体晶系の場
合には＜１１１＞方向である。しかし、多くの圧電材料
は、結晶粒子の集合体からなる多結晶体であるため、各
結晶粒子の結晶軸はでたらめな方向を向いている。した
がって、自発分極Ｐｓもでたらめに配列している。
【０００３】ところで、近年の電子機器の小型化に伴っ
て、圧電材料を用いた圧電素子に対しても小型化が強く
要求されるようになってきている。そして、この要求を
満足させるために、圧電素子を、従来より多く使用され
てきた焼結体に比べて体積を著しく小さくできる薄膜の
形態で使用しつつあり、このような圧電素子に対する薄
膜化の研究開発が盛んになってきている。例えば、正方
晶系ＰＺＴの場合、自発分極Ｐｓはｃ軸方向を向いてい
るので、薄膜化しても高い圧電特性を実現するために
は、ＰＺＴ薄膜を構成する結晶のｃ軸を基板表面に対し
て垂直方向に揃える必要がある。これを実現するため
に、従来においては、スパッタ法を用いて、結晶方位
（１００）面が表面に出るように切り出したＮａＣｌ型
結晶構造の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる単結晶
の基板を用い、この基板上に、下部電極として（１０
０）面に配向したＰｔ電極薄膜を形成し、このＰｔ電極
上に、その表面に対して垂直方向にｃ軸配向したＰＺＴ
薄膜を６００〜７００℃の温度で形成していた（例え
ば、非特許文献１、特許文献１参照）。この場合、ＰＺ
Ｔ薄膜を形成する前に、ＰＺＴ薄膜の下地層としてＺｒ
が存在しないＰｂＴｉＯ３や（Ｐｂ，Ｌａ）ＴｉＯ３か
らなる膜厚０．１μｍの圧電体層を、（１００）面に配
向したＰｔ電極上に形成しておいて、その上に膜厚２．
５μｍのＰＺＴ薄膜をスパッタ法により形成すると、Ｐ
ＺＴ薄膜形成の初期にＺｒ酸化物からなる結晶性の低い
層が形成され難くなり、より高い結晶性のＰＺＴ薄膜が
得られる。つまり、（００１）面配向度（α（００
１））が略１００％のＰＺＴ薄膜が得られる。
【０００４】ここで、α（００１）は、 α（００１）＝Ｉ（００１）／ΣＩ（ｈｋｌ） で定義している。ΣＩ（ｈｋｌ）は、Ｘ線回折法におい
て、Ｃｕ―Ｋα線を用いたときの２θが１０〜７０°で
のペロブスカイト型結晶構造のＰＺＴにおける各結晶面
からの回折ピーク強度の総和である。尚、（００２）面
及び（２００）面は（００１）面及び（１００）面と等
価な面であるため、ΣＩ（ｈｋｌ）には含めない。
【０００５】ところが、上記方法では、下地基板として
ＭｇＯ単結晶基板を用いるため、圧電素子が高価になっ
てしまい、この圧電素子を用いたインクジェットヘッド
も高価になってしまうという問題がある。また、基板材
料もＭｇＯ単結晶の一種類に制限されてしまうという欠
点がある。
【０００６】そこで、シリコン等の安価な基板の上にＰ
ＺＴ等のペロブスカイト型圧電材料の（００１）面又は
（１００）面結晶配向膜を形成する方法として、種々の
工夫がなされている。例えば、特許文献２には、（１１
１）面に配向したＰｔ電極上に、ＰＺＴ又はランタンを
含有したＰＺＴの前駆体溶液を塗布し、この前駆体溶液
を結晶化させる前に、先ず４５０〜５５０℃で熱分解さ
せ、その後５５０〜８００℃で加熱処理して結晶化させ
ること（ゾル・ゲル法）により、ＰＺＴ膜の（１００）
面優先配向膜が生成可能であることが示されている。
【０００７】また、特許文献３には、イリジウム下部電
極上に極薄のチタン層を形成することにより、その上に
形成するＰＺＴ膜の結晶配向性を制御できることが開示
されている。この方法は、シリコン等の基板上に酸化ジ
ルコニウムを主成分とする下地層を形成し、この下地層
上にイリジウムを含有する下部電極を形成し、この下部
電極上に極薄のチタン層を積層し、このチタン層上に、
圧電特性を有する強誘電体を構成する、金属元素及び酸
素元素を含む非晶質の圧電体前駆体薄膜を形成し、この
非晶質の薄膜を高温で熱処理する方法で結晶化させるこ
と（ゾル・ゲル法）により、ペロブスカイト型圧電体薄
膜に変化させる製造方法である。この製造方法では、チ
タン層の膜厚によりＰＺＴ等の圧電体薄膜の結晶配向性
の制御が可能であり、チタン層膜厚を２〜１０ｎｍとす
ると、（１００）面配向膜が得られる。
【０００８】さらに、特許文献４には、ゾル・ゲル法を
用いて圧電体薄膜を形成する際、（１１１）面配向のＰ
ｔ電極上に４〜６ｎｍのチタン層を形成し、このチタン
層のチタンが酸化した酸化チタンを核にすることで、
（１００）面配向のＰＺＴ膜が得られることが開示され
ている。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−２０９５１７号公報
【００１０】
【特許文献２】特許第３０２１９３０号公報
【００１１】
【特許文献３】特開２００１−８８２９４号公報
【００１２】
【特許文献４】特開平１１−１９１６４６号公報
【００１３】
【特許文献５】特開２０００−２５２５４４号公報
【００１４】
【特許文献６】特開平１０−８１０１６号公報
【００１５】
【非特許文献１】“ジャーナル・オブ・アプライド・フ
ィジックス（ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙ
ｓｉｃｓ）”，（米国），アメリカ物理学会，１９８９
年２月１５日，第６５巻，第４号，ｐ．１６６６―１６
７０
【００１６】
【非特許文献２】“ジャーナル・オブ・アプライド・フ
ィジックス（ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙ
ｓｉｃｓ）”，（米国），アメリカ物理学会，１９９８
年４月１日，第８３巻，第７号，ｐ．３８３５―３８４
１
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のいずれ
の方法においても、高価なＭｇＯ単結晶基板を用いない
方法としては優れているものの、ゾル・ゲル法により圧
電体薄膜を形成するため、ＭｇＯ単結晶基板上に圧電体
薄膜を形成する場合のように、膜形成時において結晶配
向した結晶性良好な膜を得ることは困難である。このた
め、先ず非晶質の圧電体薄膜を形成し、この圧電体薄膜
を含む積層膜を基板ごと熱処理することで、結晶軸が相
応しい方向に優先配向するようにしている。
【００１８】また、ゾル・ゲル法では、圧電素子を量産
すると、有機物を取り除く脱脂工程において、非晶質の
圧電体前駆体薄膜に体積変化によるクラックが生じ易
く、さらに、非晶質の圧電体前駆体薄膜を高温加熱して
結晶化させる工程においても、結晶変化によりクラック
や下部電極との膜剥離が生じ易い。
【００１９】そこで、ゾル・ゲル法におけるこれらの課
題を解決する方法として、特許文献５や特許文献６に
は、下部電極にチタンや酸化チタンを添加することが有
効であることが示されている。特に、特許文献６では、
スパッタ法を用いた場合でも、（１００）面配向のＰＺ
Ｔ膜が得られることが示されている。但し、下部電極上
に直接ペロブスカイト型ＰＺＴ膜が得られるのではなく
て、最初に２００℃以下の低温でアモルファス又はパイ
ロクロア型結晶構造のＰＺＴ膜を形成し、その後、酸素
雰囲気中における５００〜７００℃の高温で熱処理する
ことにより結晶化させており、ゾル・ゲル法と同様に、
高温加熱して結晶化させる工程での結晶変化によりクラ
ックや下部電極との剥離が生じ易いといった欠点があ
る。また、上記ゾル・ゲル法やスパッタ法により形成し
たＰＺＴ膜の（００１）面配向度又は（１００）面配向
度は、いずれの方法においても８５％以下である。
【００２０】さらに、ゾル・ゲル法においては、一回の
工程（前駆体溶液の塗布及びその後の熱処理）において
形成されるＰＺＴ膜の膜厚がせいぜい１００ｎｍ程度で
あるため、圧電素子に必要な１μｍ以上の膜厚を得るた
めには、上記工程を１０回以上繰り返し行う必要があ
り、ともすると歩留まりが低くなってしまうという問題
がある。
【００２１】一方、上記特許文献３によれば、非晶質薄
膜を一旦形成し、熱処理等の後処理によって結晶性薄膜
に変化させて合成する方法であるゾル・ゲル法（ＭＯＤ
法も含む）以外の方法、つまり熱処理による結晶化工程
なしに直接に結晶性薄膜を形成する成膜法、例えばスパ
ッタ法、レーザーアブレーション法、ＣＶＤ法により、
極薄のチタン層を表面に形成したＩｒ下地電極上へのＰ
ＺＴ配向制御を試みたが、ゾル・ゲル法以外では配向膜
は得られなかったとしている。その理由は、ゾル・ゲル
法では、下部電極側から上部電極側にかけて徐々にＰＺ
Ｔ膜の結晶化が進行するのに対し、ＣＶＤ法やスパッタ
法等では、ＰＺＴ膜の結晶化がランダムに進行して、結
晶化に規則性がないことが配向制御を困難にしているか
らであるとしている。
【００２２】また、（１１１）面配向Ｐｔ電極層上に、
厚さ１２ｎｍ以下の酸化チタン層を形成し、直接スパッ
タ法によりペロブスカイト型結晶構造のチタン酸鉛膜や
ＰＺＴ膜を形成した場合、いずれの膜も（１１１）面配
向性を示し、（１００）面又は（００１）面配向膜は得
られない（非特許文献２参照）。
【００２３】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、低コストで、圧電特性
に優れていて高信頼性の圧電素子が得られるようにする
ことにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、電極層を、チタン又は酸化チタン
を含有する貴金属で構成しておき、この電極層上に、立
方晶系又は正方晶系の（１００）面又は（００１）面に
優先配向したペロブスカイト型酸化物であってジルコニ
ウムの含有量が０以上２０モル％以下でありかつ鉛の含
有量が化学量論組成と比較して０を越え３０モル％以下
過剰であるチタン酸ランタンジルコン酸鉛、又は該チタ
ン酸ランタンジルコン酸鉛にマグネシウム及びマンガン
の少なくとも一方を添加したものからなる配向制御層を
形成し、この配向制御層上に、圧電体層を形成するよう
にするとともに、この配向制御層を形成する際に、電極
層における配向制御層側の表面部に位置するチタン又は
酸化チタンを核にしてその上側に結晶成長させることに
より、該配向制御層を（１００）面又は（００１）面に
優先配向させるようにし、この配向制御層により圧電体
層を（００１）面に優先配向させるようにした。
【００２５】具体的には、請求項１の発明では、基板上
に設けられた第１の電極層と、該第１の電極層上に設け
られた配向制御層と、該配向制御層上に設けられた圧電
体層と、該圧電体層上に設けられた第２の電極層とを備
えた圧電素子を対象とする。
【００２６】そして、上記第１の電極層は、チタン又は
酸化チタンを含有する貴金属からなり、上記配向制御層
は、立方晶系又は正方晶系の（１００）面又は（００
１）面に優先配向したペロブスカイト型酸化物であって
ジルコニウムの含有量が０以上２０モル％以下でありか
つ鉛の含有量が化学量論組成と比較して０を越え３０モ
ル％以下過剰であるチタン酸ランタンジルコン酸鉛、又
は該チタン酸ランタンジルコン酸鉛にマグネシウム及び
マンガンの少なくとも一方を添加したものからなり、上
記圧電体層は、菱面体晶系又は正方晶系の（００１）面
に優先配向したペロブスカイト型酸化物からなり、上記
配向制御層における少なくとも第１の電極層側の表面近
傍部は、（１００）面又は（００１）面配向の領域が第
１の電極層における配向制御層側の表面部に位置するチ
タン又は酸化チタン上に存在しかつ層厚方向と垂直な断
面における上記領域の面積が第１の電極層側から圧電体
層側に向かって大きくなる構造を有しているものとす
る。
【００２７】上記の構成により、第１の電極層である貴
金属膜に、チタン又は酸化チタンを添加することで、基
板と第１の電極層との密着性を向上させることができ
て、圧電素子の製造時における膜剥離を防止することが
できるとともに、この第１の電極層上に配向制御層をス
パッタ法等により形成すれば、第１の電極層が（１１
１）面配向であったとしても、配向制御層が（１００）
面又は（００１）面（立方晶系の場合は（１００）面と
（００１）面とは同じである）に配向し易くなる。すな
わち、第１の電極層の表面部には、チタン又は酸化チタ
ンが島状に点在しており、配向制御層は、この島状に点
在するチタン又は酸化チタンを核にしてその上側に結晶
成長し、これにより、チタン又は酸化チタン上において
（１００）面又は（００１）面に配向し易くなる。ま
た、上記チタン又は酸化チタンは、第１の電極層に含有
されているため、第１の電極層の表面からは殆ど突出し
ておらず（突出したとしてもその突出量は２ｎｍよりも
小さくなる）、このことからも、配向制御層は、（１０
０）面又は（００１）面に配向し易くなる。一方、第１
の電極層は、シリコン等の基板を用いる場合には、通
常、（１１１）面配向になっており、このため、配向制
御層において第１の電極層の表面部におけるチタン又は
酸化チタンが存在しない部分の上側領域では、（１０
０）面及び（００１）面以外の面配向（例えば（１１
１）面配向）になったりアモルファスになったりする。
しかし、このような（１００）面や（００１）面配向に
なっていない領域は、配向制御層における第１の電極層
側の表面近傍部（当該表面からせいぜい２０ｎｍ程度ま
での範囲）にしか存在しない。つまり、上記チタン又は
酸化チタン上の（１００）面又は（００１）面配向の領
域がその結晶成長に連れて広がるため、層厚方向と垂直
な断面における該領域の面積が、第１の電極層側からそ
の反対側（圧電体層側）に向かって大きくなり、これに
より、（１００）面や（００１）面配向になっていない
領域は小さくなって、配向制御層の厚みが２０ｎｍ程度
となった段階では略全体が（１００）面又は（００１）
面配向の領域となる。こうして形成した配向制御層上に
圧電体層を形成すれば、該配向制御層により圧電体層は
（００１）面配向（菱面体晶系の場合には、（１００）
面と（００１）面とは同じあるため、この菱面体晶系の
（１００）面配向を含む）となる。このような配向制御
層を設けることにより、圧電体層には、圧電特性が良好
な圧電材料を使用しつつ、配向制御層には結晶性や配向
性をより向上させ得る材料を使用することができ、この
結果、圧電体層の（００１）面配向度を９０％以上にす
ることができるようになる。尚、配向制御層において
（１００）面や（００１）面に配向していない領域は、
第１の電極層の表面近傍部だけでなく、圧電体層側の表
面に存在していてもよい。このような場合であっても、
配向制御層の層厚が０．０１μｍ以上であれば、圧電体
層側の表面の大部分は（１００）面又は（００１）面配
向の領域となり、圧電体層の（００１）面配向度を９０
％以上にすることができる。
【００２８】したがって、安価なシリコン等の基板上
に、ゾル・ゲル法以外の、熱処理による結晶化工程なし
に直接に結晶性薄膜を形成する成膜法（スパッタ法やＣ
ＶＤ法等）であっても、配向性が良好な圧電体層が得ら
れ、これにより、圧電特性のばらつきを低く抑えること
ができるとともに、信頼性を向上させることができる。
すなわち、この圧電素子は、その圧電体層の膜表面に対
して垂直方向に電界を印加して用いられるため、特に正
方晶系ペロブスカイト型ＰＺＴ膜においては、（００
１）面配向により、電界方向が＜００１＞分極軸方向と
平行になって大きな圧電特性が得られる。また、電界印
加による分極の回転が起きないため、圧電特性のばらつ
きを低く抑えることができるとともに、信頼性を向上さ
せることができる。一方、菱面体晶系ペロブスカイト型
ＰＺＴ膜においては、分極軸が＜１１１＞方向であるた
め、（１００）面配向により、電界方向と分極軸方向と
の間に約５４°の角度が生じるものの、（１００）面配
向性を向上させることにより、電界印加に対して分極は
常に一定の角度を保つことができるため、この場合も電
界印加による分極の回転が起きず、これにより、圧電特
性のばらつきを低く抑えることができるとともに、信頼
性を向上させることができる（例えば、無配向のＰＺＴ
膜の場合には分極はいろいろな方向を向いているため、
電界を印加すると、電界と平行方向に分極軸を向けよう
とするため、圧電特性が電圧依存性を有してばらつきが
大きくなったり、経時変化が生じて信頼性に問題が生じ
たりする）。
【００２９】また、高価なＭｇＯ単結晶基板を用いなく
ても、良好な配向性を有する圧電体層が容易に得られる
ので、安価なガラス基板、金属基板、セラミックス基
板、Ｓｉ基板等を用いることにより、製造コストを低減
することができる。
【００３０】さらに、圧電体層の膜厚が１μｍ以上であ
っても、ゾル・ゲル法のように同じ工程を何回も繰り返
す必要がなく、圧電体層をスパッタ法等により容易に形
成することができ、歩留まりの低下を抑制することがで
きる。
【００３１】そして、上記のようなチタン酸ランタンジ
ルコン酸鉛（ＰＬＺＴ；ジルコニウムの含有量が０であ
る場合のチタン酸ランタン鉛（ＰＬＴ）を含む）を配向
制御層に用いることで、配向制御層が（１００）面又は
（００１）面により一層配向し易くなり、延いては圧電
体層の配向性を向上させることができる。しかも、この
ようにジルコニウムの含有量を２０モル％以下とする
と、結晶成長初期にＺｒ酸化物からなる結晶性が低い層
が形成され難く、また鉛の含有量を化学量論組成と比較
して０を越え３０モル％以下過剰とすることで、配向制
御層の結晶性の低下を確実に抑制することができ、この
ことで耐電圧を向上させることができる。よって、圧電
体層の結晶性や配向性を確実に向上させることができ
て、圧電素子の圧電特性をより一層向上させることがで
きる。
【００３２】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、チタン酸ランタンジルコン酸鉛におけるランタン
の含有量が０を越え２５モル％以下であるものとする。
【００３３】また、請求項３の発明では、請求項１又は
２の発明において、チタン酸ランタンジルコン酸鉛にマ
グネシウム及びマンガンの少なくとも一方を添加する場
合のトータル添加量は、０を越え１０モル％以下である
ものとする。
【００３４】これら請求項２又は３の発明により、配向
制御層の結晶性の低下をより有効に抑えることができ
る。
【００３５】請求項４の発明では、請求項１〜３のいず
れか１つの発明において、第１の電極層は、白金、イリ
ジウム、パラジウム及びルテニウムの群から選ばれた少
なくとも１種の貴金属からなり、該貴金属に含有された
チタン又は酸化チタンの含有量が０を越え３０モル％以
下であるものとする。
【００３６】このことにより、圧電素子の各膜をスパッ
タ法等に形成する際の温度に十分に耐えられるととも
に、電極として適切な材料とすることができる。また、
チタン又は酸化チタンの含有量は、３０モル％を越える
と配向制御層（延いては圧電体層）の結晶性及び配向性
が低下するので、このように３０モル％以下とするのが
よい。
【００３７】請求項５の発明では、請求項１〜４いずれ
か１つの発明において、第１の電極層における配向制御
層側の表面部に位置するチタン又は酸化チタンの該表面
からの突出量が２ｎｍよりも小さいものとする。
【００３８】すなわち、チタン又は酸化チタンは第１の
電極層に含有したものであり、第１の電極層の上側に積
極的に設けたものではないため、第１の電極層における
配向制御層側の表面から突出することは殆どなく、突出
したとしてもその突出量は２ｎｍよりも小さくなる。こ
れにより、上述の如く、配向制御層が（１００）面又は
（００１）面に配向し易くなる。
【００３９】請求項６の発明では、請求項１〜５のいず
れか１つの発明において、圧電体層は、チタン酸ジルコ
ン酸鉛を主成分とする圧電材料からなるものとする。
【００４０】こうすることで、圧電特性が良好な圧電材
料とすることができ、高性能の圧電素子が得られる。
【００４１】請求項７の発明では、請求項１〜６のいず
れか１つの発明において、基板と第１の電極層との間
に、該基板と第１の電極層との密着性を高める密着層が
設けられているものとする。
【００４２】このことにより、基板と第１の電極層との
密着性をさらに向上させることができ、圧電素子の製造
時における膜剥離を確実に防止することができる。
【００４３】請求項８の発明は、第１の電極層と配向制
御層と圧電体層と第２の電極層とが順に積層されてなる
圧電素子と、該圧電素子の第２の電極層側の面に設けら
れた振動層と、該振動層の圧電素子とは反対側の面に接
合され、インクを収容する圧力室を有する圧力室部材と
を備え、上記圧電素子の圧電体層の圧電効果により上記
振動層を層厚方向に変位させて上記圧力室内のインクを
吐出させるように構成されたインクジェットヘッドの発
明である。
【００４４】そして、この発明では、上記圧電素子の第
１の電極層は、チタン又は酸化チタンを含有する貴金属
からなり、上記配向制御層は、立方晶系又は正方晶系の
（１００）面又は（００１）面に優先配向したペロブス
カイト型酸化物であってジルコニウムの含有量が０以上
２０モル％以下でありかつ鉛の含有量が化学量論組成と
比較して０を越え３０モル％以下過剰であるチタン酸ラ
ンタンジルコン酸鉛、又は該チタン酸ランタンジルコン
酸鉛にマグネシウム及びマンガンの少なくとも一方を添
加したものからなり、上記圧電体層は、菱面体晶系又は
正方晶系の（００１）面に優先配向したペロブスカイト
型酸化物からなり、上記配向制御層における少なくとも
第１の電極層側の表面近傍部は、（１００）面又は（０
０１）面配向の領域が第１の電極層における配向制御層
側の表面部に位置するチタン又は酸化チタン上に存在し
かつ層厚方向と垂直な断面における上記領域の面積が第
１の電極層側から圧電体層側に向かって大きくなる構造
を有しているものとする。
【００４５】この発明により、基板上に、第１の電極
層、配向制御層、圧電体層、第２の電極層及び振動層を
スパッタ法等により順次形成して、この振動層に圧力室
部材を接合した後に上記基板を除去するようにすれば、
請求項１の発明と同様の構成の圧電素子を備えたインク
ジェットヘッドが得られ、その圧電素子の圧電体層の
（００１）面配向度を９０％以上にすることができる。
よって、インク吐出性能のばらつきが少なくて耐久性に
優れたインクジェットヘッドが得られる。
【００４６】請求項９の発明では、第１の電極層と配向
制御層と圧電体層と第２の電極層とが順に積層されてな
る圧電素子と、該圧電素子の第１の電極層側の面に設け
られた振動層と、該振動層の圧電素子とは反対側の面に
接合され、インクを収容する圧力室を有する圧力室部材
とを備え、上記圧電素子の圧電体層の圧電効果により上
記振動層を層厚方向に変位させて上記圧力室内のインク
を吐出させるように構成されたインクジェットヘッドを
対象とする。
【００４７】そして、上記圧電素子の第１の電極層は、
チタン又は酸化チタンを含有する貴金属からなり、上記
配向制御層は、立方晶系又は正方晶系の（１００）面又
は（００１）面に優先配向したペロブスカイト型酸化物
であってジルコニウムの含有量が０以上２０モル％以下
でありかつ鉛の含有量が化学量論組成と比較して０を越
え３０モル％以下過剰であるチタン酸ランタンジルコン
酸鉛、又は該チタン酸ランタンジルコン酸鉛にマグネシ
ウム及びマンガンの少なくとも一方を添加したものから
なり、上記圧電体層は、菱面体晶系又は正方晶系の（０
０１）面に優先配向したペロブスカイト型酸化物からな
り、上記配向制御層における少なくとも第１の電極層側
の表面近傍部は、（１００）面又は（００１）面配向の
領域が第１の電極層における配向制御層側の表面部に位
置するチタン又は酸化チタン上に存在しかつ層厚方向と
垂直な断面における上記領域の面積が第１の電極層側か
ら圧電体層側に向かって大きくなる構造を有しているも
のとする。
【００４８】このことにより、圧力室部材を基板とし
て、その上に、振動層、第１の電極層、配向制御層、圧
電体層及び第２の電極層をスパッタ法等により順次形成
するようにすれば、請求項８の発明と同様の作用効果を
有するインクジェットヘッドが得られる。
【００４９】請求項１０の発明は、固定部と、該固定部
から所定の方向に延びる少なくとも一対の振動部とを有
する基板を備え、該基板の少なくとも各振動部上に、第
１の電極層と配向制御層と圧電体層と第２の電極層とが
順に積層されており、該各振動部上における第２の電極
層が、当該振動部を振動部の幅方向に振動させるための
少なくとも１つの駆動電極と、当該振動部の厚み方向の
変形を検出するための少なくとも１つの検出電極とにパ
ターン化された角速度センサの発明である。
【００５０】そして、上記第１の電極層は、チタン又は
酸化チタンを含有する貴金属からなり、上記配向制御層
は、立方晶系又は正方晶系の（１００）面又は（００
１）面に優先配向したペロブスカイト型酸化物であって
ジルコニウムの含有量が０以上２０モル％以下でありか
つ鉛の含有量が化学量論組成と比較して０を越え３０モ
ル％以下過剰であるチタン酸ランタンジルコン酸鉛、又
は該チタン酸ランタンジルコン酸鉛にマグネシウム及び
マンガンの少なくとも一方を添加したものからなり、上
記圧電体層は、菱面体晶系又は正方晶系の（００１）面
に優先配向したペロブスカイト型酸化物からなり、上記
配向制御層における少なくとも第１の電極層側の表面近
傍部は、（１００）面又は（００１）面配向の領域が第
１の電極層における配向制御層側の表面部に位置するチ
タン又は酸化チタン上に存在しかつ層厚方向と垂直な断
面における上記領域の面積が第１の電極層側から圧電体
層側に向かって大きくなる構造を有しているものとす
る。
【００５１】この発明により、第２の電極層の駆動電極
及び第１の電極層間に電圧を印加することで、基板の各
振動部を振動部の幅方向に振動させ、この振動時にコリ
オリ力によって振動部が厚み方向に変形すると、第２の
電極層の検出電極及び第１の電極層間に電圧が発生し、
この電圧の大きさ（コリオリ力）から角速度を検出する
ことができる。そして、このように角速度を検出する部
分（振動部）が、請求項１の発明と同様の構成の圧電素
子で構成されていることになるので、従来の水晶を用い
た角速度センサよりも圧電定数を４０倍程度に大きくす
ることができ、かなり小型化することができる。また、
工業的に量産しても、特性の再現性が良好で、ばらつき
が少なく、耐電圧及び信頼性の良好な角速度センサが得
られる。
【００５２】請求項１１の発明では、請求項１０の発明
において、チタン酸ランタンジルコン酸鉛におけるラン
タンの含有量が０を越え２５モル％以下であるものとす
る。こうすることで、請求項２の発明と同様の作用効果
が得られる。
【００５３】請求項１２の発明では、請求項１０又は１
１の発明において、チタン酸ランタンジルコン酸鉛にマ
グネシウム及びマンガンの少なくとも一方を添加する場
合のトータル添加量は、０を越え１０モル％以下である
ものとする。このことで、請求項３の発明と同様の作用
効果を得ることができる。
【００５４】請求項１３の発明では、請求項１０〜１２
のいずれか１つの発明において、第１の電極層は、白
金、イリジウム、パラジウム及びルテニウムの群から選
ばれた少なくとも１種の貴金属からなり、該貴金属に含
有されたチタン又は酸化チタンの含有量が０を越え３０
モル％以下であるものとする。このことにより、請求項
４の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００５５】請求項１４の発明では、請求項１０〜１３
のいずれか１つの発明において、第１の電極層における
配向制御層側の表面部に位置するチタン又は酸化チタン
の該表面からの突出量が２ｎｍよりも小さいものとす
る。このことで、請求項５の発明と同様の作用効果を得
ることができる。
【００５６】請求項１５の発明では、請求項１０〜１４
のいずれか１つの発明において、圧電体層は、チタン酸
ジルコン酸鉛を主成分とする圧電材料からなるものとす
る。このことにより、請求項６の発明と同様の作用効果
が得られる。
【００５７】請求項１６の発明では、請求項１０〜１５
のいずれか１つの発明において、基板と第１の電極層と
の間に、該基板と第１の電極層との密着性を高める密着
層が設けられているものとする。こうすることで、請求
項７の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００５８】請求項１７の発明は、基板上に、チタン又
は酸化チタンを含有する貴金属からなる第１の電極層を
スパッタ法により形成する工程と、上記第１の電極層上
に、立方晶系又は正方晶系のペロブスカイト型酸化物か
らなる配向制御層をスパッタ法により形成する工程と、
上記配向制御層上に、菱面体晶系又は正方晶系のペロブ
スカイト型酸化物からなる圧電体層をスパッタ法により
形成する工程と、上記圧電体層上に第２の電極層を形成
する工程とを含む圧電素子の製造方法の発明である。
【００５９】そして、この発明では、上記配向制御層
は、ジルコニウムの含有量が０以上２０モル％以下であ
りかつ鉛の含有量が化学量論組成と比較して０を越え３
０モル％以下過剰であるチタン酸ランタンジルコン酸
鉛、又は該チタン酸ランタンジルコン酸鉛にマグネシウ
ム及びマンガンの少なくとも一方を添加したものからな
り、上記配向制御層を形成する工程は、上記第１の電極
層における配向制御層側の表面部に位置するチタン又は
酸化チタンを核にしてその上側に結晶成長させることに
より、該配向制御層を（１００）面又は（００１）面に
優先配向させる工程であり、上記圧電体層を形成する工
程は、上記配向制御層により、該圧電体層を（００１）
面に優先配向させる工程であるものとする。
【００６０】この発明により、請求項１の発明と同様の
作用効果を有する圧電素子を容易に製造することができ
る。
【００６１】請求項１８の発明は、第１の電極層と配向
制御層と圧電体層と第２の電極層とが順に積層されてな
る圧電素子を備え、該圧電素子の圧電体層の圧電効果に
より振動層を層厚方向に変位させて圧力室内のインクを
吐出させるように構成されたインクジェットヘッドの製
造方法の発明である。
【００６２】そして、この発明では、基板上に、チタン
又は酸化チタンを含有する貴金属からなる第１の電極層
をスパッタ法により形成する工程と、上記第１の電極層
上に、立方晶系又は正方晶系のペロブスカイト型酸化物
からなる配向制御層をスパッタ法により形成する工程
と、上記配向制御層上に、菱面体晶系又は正方晶系のペ
ロブスカイト型酸化物からなる圧電体層をスパッタ法に
より形成する工程と、上記圧電体層上に第２の電極層を
形成する工程と、上記第２の電極層上に、振動層を形成
する工程と、上記振動層の第２の電極層とは反対側の面
に、圧力室を形成するための圧力室部材を接合する工程
と、上記接合工程後に、上記基板を除去する工程とを含
み、上記配向制御層は、ジルコニウムの含有量が０以上
２０モル％以下でありかつ鉛の含有量が化学量論組成と
比較して０を越え３０モル％以下過剰であるチタン酸ラ
ンタンジルコン酸鉛、又は該チタン酸ランタンジルコン
酸鉛にマグネシウム及びマンガンの少なくとも一方を添
加したものからなり、上記配向制御層を形成する工程
は、上記第１の電極層における配向制御層側の表面部に
位置するチタン又は酸化チタンを核にしてその上側に結
晶成長させることにより、該配向制御層を（１００）面
又は（００１）面に優先配向させる工程であり、上記圧
電体層を形成する工程は、上記配向制御層により、該圧
電体層を（００１）面に優先配向させる工程であるもの
とする。
【００６３】このことにより、請求項８の発明と同様の
作用効果を有するインクジェットヘッドを容易に製造す
ることができる。
【００６４】請求項１９の発明では、第１の電極層と配
向制御層と圧電体層と第２の電極層とが順に積層されて
なる圧電素子を備え、該圧電素子の圧電体層の圧電効果
により振動層を層厚方向に変位させて圧力室内のインク
を吐出させるように構成されたインクジェットヘッドの
製造方法を対象とする。
【００６５】そして、圧力室を形成するための圧力室基
板上に、振動層を形成する工程と、上記振動層上に、チ
タン又は酸化チタンを含有する貴金属からなる第１の電
極層をスパッタ法により形成する工程と、上記第１の電
極層上に、立方晶系又は正方晶系のペロブスカイト型酸
化物からなる配向制御層をスパッタ法により形成する工
程と、上記配向制御層上に、菱面体晶系又は正方晶系の
ペロブスカイト型酸化物からなる圧電体層をスパッタ法
により形成する工程と、上記圧電体層上に第２の電極層
を形成する工程と、上記圧力室基板に、圧力室を形成す
る工程とを含み、上記配向制御層は、ジルコニウムの含
有量が０以上２０モル％以下でありかつ鉛の含有量が化
学量論組成と比較して０を越え３０モル％以下過剰であ
るチタン酸ランタンジルコン酸鉛、又は該チタン酸ラン
タンジルコン酸鉛にマグネシウム及びマンガンの少なく
とも一方を添加したものからなり、上記配向制御層を形
成する工程は、上記第１の電極層における配向制御層側
の表面部に位置するチタン又は酸化チタンを核にしてそ
の上側に結晶成長させることにより、該配向制御層を
（１００）面又は（００１）面に優先配向させる工程で
あり、上記圧電体層を形成する工程は、上記配向制御層
により、該圧電体層を（００１）面に優先配向させる工
程であるものとする。
【００６６】このことで、請求項９の発明と同様の作用
効果を有するインクジェットヘッドを容易に製造するこ
とができる。
【００６７】請求項２０の発明は、固定部と、該固定部
から所定の方向に延びる少なくとも一対の振動部とを有
する基板を備え、該基板の少なくとも各振動部上に、第
１の電極層と配向制御層と圧電体層と第２の電極層とが
順に積層されており、該各振動部上における第２の電極
層が、当該振動部を振動部の幅方向に振動させるための
少なくとも１つの駆動電極と、当該振動部の厚み方向の
変形を検出するための少なくとも１つの検出電極とにパ
ターン化された角速度センサの製造方法の発明である。
【００６８】そして、基板上に、チタン又は酸化チタン
を含有する貴金属からなる第１の電極層をスパッタ法に
より形成する工程と、上記第１の電極層上に、立方晶系
又は正方晶系のペロブスカイト型酸化物からなる配向制
御層をスパッタ法により形成する工程と、上記配向制御
層上に、菱面体晶系又は正方晶系のペロブスカイト型酸
化物からなる圧電体層をスパッタ法により形成する工程
と、上記圧電体層上に、第２の電極層を形成する工程
と、上記第２の電極層をパタ−ニングして上記駆動電極
及び検出電極を形成する工程と、上記圧電体層、配向制
御層及び第１の電極層をパタ−ニングする工程と、上記
基板をパタ−ニングして上記固定部及び振動部を形成す
る工程とを含み、上記配向制御層は、ジルコニウムの含
有量が０以上２０モル％以下でありかつ鉛の含有量が化
学量論組成と比較して０を越え３０モル％以下過剰であ
るチタン酸ランタンジルコン酸鉛、又は該チタン酸ラン
タンジルコン酸鉛にマグネシウム及びマンガンの少なく
とも一方を添加したものからなり、上記配向制御層を形
成する工程は、上記第１の電極層における配向制御層側
の表面部に位置するチタン又は酸化チタンを核にしてそ
の上側に結晶成長させることにより、該配向制御層を
（１００）面又は（００１）面に優先配向させる工程で
あり、上記圧電体層を形成する工程は、上記配向制御層
により、該圧電体層を（００１）面に優先配向させる工
程であるものとする。
【００６９】こうすることで、請求項１０の発明と同様
の作用効果を有する角速度センサを容易に製造すること
ができる。
【００７０】請求項２１の発明は、インクジェット式記
録装置の発明であり、この発明では、請求項８又は９記
載のインクジェットヘッドと、上記インクジェットヘッ
ドと記録媒体とを相対移動させる相対移動手段とを備
え、上記相対移動手段によりインクジェットヘッドが記
録媒体に対して相対移動しているときに、該インクジェ
ットヘッドにおいて圧力室に連通するように設けたノズ
ル孔から該圧力室内のインクを記録媒体に吐出させて記
録を行うように構成されているものとする。
【００７１】この発明により、印字性能及び耐久性が極
めて良好な記録装置が容易に得られる。
【００７２】
【発明の実施の形態】（実施形態１） 図１は、本発明の実施形態に係る圧電素子を示し、同図
において１１は、厚みが０．３ｍｍのφ４インチシリコ
ン（Ｓｉ）ウエハからなる基板であり、この基板１１上
には、厚みが０．０２μｍであってチタン（Ｔｉ）から
なる密着層１２が形成されている。尚、上記基板１１
は、Ｓｉに限るものではなく、ガラス基板や、金属基
板、セラミックス基板等であってもよい。
【００７３】上記密着層１２上には、厚みが０．２２μ
ｍであって２．１モル％のＴｉを添加した白金（Ｐｔ）
からなる第１の電極層１４が形成されている。この第１
の電極層１４は（１１１）面配向となっている。
【００７４】上記第１の電極層１４上には、ランタン
（Ｌａ）の含有量が１２モル％でありかつ鉛の含有量が
化学量論組成と比較して８モル％過剰である立方晶系又
は正方晶系のペロブスカイト型結晶構造を有するＰＬＴ
からなる配向制御層１５が形成されている。この配向制
御層１５は（１００）面又は（００１）面に優先配向し
てなり、その膜厚は０．０３μｍである。
【００７５】上記配向制御層１５上には、厚みが３μｍ
であって菱面体晶系又は正方晶系のペロブスカイト型結
晶構造を有するＰＺＴからなる圧電体層１６が形成され
ている。この圧電体層１６は（００１）面に優先配向し
てなる。上記ＰＺＴの組成は、正方晶と菱面体晶との境
界（モルフォトロピック相境界）付近の組成（Ｚｒ／Ｔ
ｉ＝５３／４７）である。尚、圧電体層１６におけるＺ
ｒ／Ｔｉ組成は、Ｚｒ／Ｔｉ＝５３／４７に限らず、Ｚ
ｒ／Ｔｉ＝３０／７０〜７０／３０であればよい。ま
た、圧電体層１６の構成材料は、ＰＺＴにＳｒ、Ｎｂ、
Ａｌ等の添加物を含有したもの等のように、ＰＺＴを主
成分とする圧電材料であればよく、ＰＭＮやＰＺＮであ
ってもよい。さらに、膜厚は、０．５〜５．０μｍの範
囲であればよい。
【００７６】上記圧電体層１６上には、厚みが０．２μ
ｍであってＰｔからなる第２の電極層１７が形成されて
いる。尚、第２の電極層１７の材料はＰｔに限らず、導
電性材料であればよく、膜厚は０．１〜０．４μｍの範
囲であればよい。
【００７７】そして、この圧電素子は、上記基板１１上
に、密着層１２、第１の電極層１４、配向制御層１５、
圧電体層１６及び第２の電極層１７をスパッタ法により
順次成膜して積層したものである。尚、成膜法はスパッ
タ法に限らず、熱処理による結晶化工程なしに直接に結
晶性薄膜を形成する成膜法（例えばＣＶＤ法等）であれ
ばよい。また、密着層１２及び第２の電極層１７の成膜
法は、ゾル・ゲル法等であってもよい。
【００７８】上記密着層１２は、上記基板１１と第１の
電極層１４との密着性を高めるためのものであって、Ｔ
ｉに限らず、タンタル、鉄、コバルト、ニッケル若しく
はクロム又はそれら（Ｔｉを含む）の化合物で構成して
もよい。また、膜厚は０．００５〜１μｍの範囲であれ
ばよい。この密着層１２は必ずしも必要なものではな
く、基板１１上に第１の電極層１４を直接に形成するよ
うにしても、第１の電極層１４にＴｉが含有されている
ので、基板１１と第１の電極層１４との密着性はかなり
良好となる。
【００７９】上記第１の電極層１４は、電極としての役
割を有するだけでなく、Ｔｉを添加したことにより、上
記配向制御層１５を（１００）面又は（００１）面に優
先配向させる役割をも担っており、このＴｉの代わりに
酸化チタンを添加してもよい。このチタン又は酸化チタ
ンの添加量は、０を越え３０モル％以下であることが好
ましい。また、第１の電極層１４の材料は、Ｐｔ、イリ
ジウム、パラジウム及びルテニウムの群から選ばれた少
なくとも１種の貴金属であればよく、膜厚は０．０５〜
２μｍの範囲であればよい。尚、第１の電極層１４にお
ける配向制御層１５側の表面部に位置するチタン又は酸
化チタンは、第１の電極層１４に含有したものであり、
第１の電極層１４の上側に積極的に設けたものではない
ため、上記配向制御層１５側の表面から突出することは
殆どなく、突出したとしてもその突出量は２ｎｍよりも
小さい。
【００８０】上記配向制御層１５は、上記圧電体層１６
の結晶性及び（００１）面配向性を向上させるものであ
って、そのために、Ｌａを含みかつＺｒを含まず、鉛の
含有量が化学量論組成よりも過剰なＰＬＴとしている。
尚、圧電体層１６の結晶性及び配向性を向上させる観点
から、Ｌａの含有量は０を越え２５モル％以下であれば
よく、鉛の含有量は０を越え３０モル％以下過剰とす
る。また、配向制御層１５を構成する材料は、上記ＰＬ
Ｔに限らず、このＰＬＴにジルコニウムを含有したＰＬ
ＺＴであってもよく、これらＰＬＴやＰＬＺＴに、マグ
ネシウム及びマンガンの少なくとも一方を添加したもの
であってもよい。上記ジルコニウムの含有量は２０モル
％以下とする。マグネシウム及びマンガンの少なくとも
一方を添加する場合、そのトータル添加量は０を越え１
０モル％以下（いずれか一方の添加量が０であってもよ
い）であることが好ましい。また、配向制御層１５の膜
厚は０．０１〜０．２μｍの範囲であればよい。
【００８１】そして、上記配向制御層１５における第１
の電極層１４側の表面近傍部は、図２に示すように、
（１００）面又は（００１）面配向の領域１５ａが、第
１の電極層１４における配向制御層１５側の表面部に位
置するチタン（第１の電極層１４に酸化チタンを含有し
た場合には酸化チタンであるが、チタンを含有した場合
でも酸化して酸化チタンになることがある）上に存在し
ていて層厚方向と垂直な断面における上記領域１５ａの
面積が第１の電極層１４側から圧電体層１６側に向かっ
て大きくなる構造を有している。一方、第１の電極層１
４が（１１１）配向であるため、配向制御層１５におい
て第１の電極層１４の表面部におけるチタン又は酸化チ
タンが存在しない部分の上側領域１５ｂでは、（１０
０）面や（００１）面には配向しておらず、ここでは、
（１１１）面配向になっている（第１の電極層１４の材
料によっては（１１１）面以外の配向になったりアモル
ファスになったりする）。このような（１００）面や
（００１）面配向になっていない領域１５ｂは、配向制
御層１５の第１の電極層１４側の表面から最大でも２０
ｎｍ程度までの範囲にしか存在せず、配向制御層１５の
膜厚が０．０２μｍ以上であれば、配向制御層１５の圧
電体層１６側の表面の略全体が（１００）面又は（００
１）面配向の領域１５ａとなる。
【００８２】上記圧電体層１６は、上記配向制御層１５
により（００１）面に優先配向されたものであり、その
（００１）面配向度αは９０％以上となっている。
【００８３】尚、配向制御層１５の圧電体層１６側の表
面全てが上記領域１５ａとなっている必要はなく、膜厚
がかなり小さいために、（１００）面及び（００１）面
に配向していない領域１５ｂが部分的に存在していても
よい。このような場合であっても、配向制御層１５の層
厚が０．０１μｍ以上であれば、圧電体層１６側の表面
の大部分は（１００）面又は（００１）面配向の領域と
なり、圧電体層１６の（００１）面配向度を９０％以上
にすることができる。
【００８４】次に、上記圧電素子の製造方法を説明す
る。
【００８５】すなわち、Ｓｉ基板１１上に、密着層１
２、第１の電極層１４、配向制御層１５、圧電体層１６
及び第２の電極層１７をスパッタ法により順次成膜す
る。
【００８６】上記密着層１２は、Ｔｉターゲットを用い
て、基板１１を４００℃に加熱しながら１００Ｗの高周
波電力を印加し、１Ｐａのアルゴンガス中で、１分間形
成することにより得られる。
【００８７】上記第１の電極層１４は、多元スパッタ装
置を使用して、Ｔｉターゲット及びＰｔターゲットを用
い、基板１１を４００℃に加熱しながら１Ｐａのアルゴ
ンガス中において８５Ｗ及び２００Ｗの高周波電力で１
２分間形成することにより得られる。この得られた第１
の電極層１４における密着層１２とは反対側の表面部に
は、チタンが島状に点在している。
【００８８】尚、上記第１の電極層１４をスパッタ法に
より形成する際に使用するガスは、上記のようにアルゴ
ンガスのみであってもよく、アルゴンと酸素との混合ガ
スであってもよい。アルゴンガスのみを用いた場合に
は、第１の電極層１４の表面部のチタンは酸化されない
が、アルゴンと酸素との混合ガスを用いた場合には、そ
のチタンが酸化されて酸化チタンとなる。特にアルゴン
と酸素との混合ガスを用いる場合には、基板１１の温度
を６５０℃以下に設定することが望ましい。これは、基
板１１の温度が６５０℃よりも高いと、チタンのみなら
ず貴金属表面も僅かに酸化して、その上側に形成する配
向制御層１５の結晶性や配向性に悪影響を及ぼす可能性
があるからである。
【００８９】上記配向制御層１５は、ランタンを１４モ
ル％含有するＰＬＴに酸化鉛（ＰｂＯ）を１２モル％過
剰に加えて調合した焼結ターゲットを用い、基板１１の
温度６００℃で、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガ
ス体積比Ａｒ：Ｏ２＝１９：１）において、真空度０．
８Ｐａ、高周波電力３００Ｗの条件で１２分間形成する
ことにより得られる。
【００９０】尚、上記配向制御層１５をスパッタ法によ
り形成する際に使用するアルゴンと酸素との混合ガスに
おける酸素分圧は、０％を越え１０％以下であることが
好ましい。これは、酸素が全く存在しない状態では、配
向制御層１５の結晶性が低下する一方、酸素分圧が１０
％を越えると、（１００）面又は（００１）面の配向性
が低下するからである。また、真空度は、０．０５Ｐａ
以上５Ｐａ以下であることが好ましい。これは、真空度
が０．０５Ｐａよりも小さいと、配向制御層１５の結晶
性がばらつく一方、５Ｐａを越えると、（１００）面又
は（００１）面の配向性が低下するからである。
【００９１】また、上記配向制御層１５をスパッタ法に
より形成する際の基板１１の温度は、４５０℃以上７５
０℃以下であることが望ましい。これは、基板１１の温
度が４５０℃よりも小さいと、配向制御層１５の結晶性
が低下するとともに、パイロクロアが生成し易くなる一
方、７５０℃よりも大きいと、成膜時に、膜中に含まれ
るＰｂが蒸発することにより不足し、結晶性が低下する
からである。
【００９２】より好ましいのは、上記酸素分圧を０．５
％以上１０％以下とし、かつ真空度を０．１Ｐａ以上２
Ｐａ以下とするとともに、基板１１の温度を５００℃以
上６５０℃以下にすることである。
【００９３】上記のように配向制御層１５を形成すれ
ば、この配向制御層１５は、第１の電極層１４における
配向制御層１５側の表面部に点在するチタンを核にして
結晶成長し、これにより、チタン上において（１００）
面又は（００１）面に配向し易くなる。また、このチタ
ンが、上記の如く第１の電極層１４の表面からは殆ど突
出していない（突出してもその突出量は２ｎｍよりも小
さい）ので、配向制御層１５は、（１００）面又は（０
０１）面により一層配向し易くなる。一方、第１の電極
層１４は（１１１）面配向になっているため、配向制御
層１５において第１の電極層１４の表面部におけるチタ
ンが存在しない部分の上側領域では、（１００）面や
（００１）面配向とはならない（ここでは、（１１１）
面配向になる）。この領域は上記結晶成長に連れて小さ
くなる一方、（１００）面又は（００１）面配向の領域
は拡大する。この結果、配向制御層１５における第１の
電極層１４側の表面近傍部は、上述の如く、第１の電極
層１４における配向制御層１５側の表面部に位置するチ
タン上に存在する（１００）面又は（００１）面配向の
領域１５ａと、第１の電極層１４の表面部におけるチタ
ンが存在しない部分の上側に存在しかつ（１００）面や
（００１）面配向となっていない領域１５ｂとを有する
ことになり、この（１００）面又は（００１）面配向の
領域１５ａは第１の電極層１４側からその反対側（圧電
体層１６側）に向かって広くなり、配向制御層１５の圧
電体層１６側の表面では、略全体が（１００）面又は
（００１）面配向の領域１５ａとなる。そして、ジルコ
ニウムの含有量を２０モル％以下とし、ランタンの含有
量が０を越え２５モル％以下とすれば、配向制御層１５
の結晶性や配向性が格段に向上する。特にジルコニウム
の含有量が少ないほど、結晶成長初期にＺｒ酸化物から
なる結晶性が低い層が形成され難くなり、結晶性の低下
が確実に抑制される。
【００９４】上記圧電体層１６は、ＰＺＴ（Ｚｒ／Ｔｉ
＝５３／４７）の焼結体ターゲットを用い、基板１１の
温度６１０℃で、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガ
ス体積比Ａｒ：Ｏ２＝１９：１）において、真空度０．
３Ｐａ、高周波電力２５０Ｗの条件で３時間形成するこ
とにより得られる。
【００９５】尚、上記圧電体層１６をスパッタ法により
形成する際に使用するアルゴンと酸素との混合ガスにお
ける酸素分圧は、０％を越え３０％以下であることが好
ましい。これは、酸素が全く存在しない状態では、圧電
体層１６の結晶性が低下する一方、酸素分圧が３０％を
越えると、（００１）面配向度が低下するからである。
また、真空度は、０．１Ｐａ以上１Ｐａ以下であること
が好ましい。これは、真空度が０．１Ｐａよりも小さい
と、圧電体層１６の結晶性及び圧電特性がばらつく一
方、１Ｐａを越えると、（００１）面配向度が低下する
からである。
【００９６】また、上記圧電体層１６をスパッタ法によ
り形成する際の基板１１の温度は、４５０℃以上７５０
℃以下であることが望ましい。これは、基板１１の温度
が４５０℃よりも小さいと、圧電体層１６の結晶性が低
下するとともに、パイロクロアが生成し易くなる一方、
７５０℃よりも大きいと、成膜時に、膜中に含まれるＰ
ｂが蒸発することにより不足し、結晶性が低下するから
である。
【００９７】より好ましいのは、上記酸素分圧を１％以
上１０％以下とし、かつ真空度を０．１５Ｐａ以上０．
８Ｐａ以下とするとともに、基板１１の温度を５２５℃
以上６２５℃以下とすることである。
【００９８】上記のように圧電体層１６を形成すれば、
この圧電体層１６は、上記配向制御層１５の圧電体層１
６側の表面が（１００）面又は（００１）面配向となっ
ていることで、（００１）面配向となり（ここでは、Ｚ
ｒ／Ｔｉ＝５３／４７であることから菱面体晶系とな
り、この菱面体晶系の場合には、（１００）面と（００
１）面とは同じあるため、この菱面体晶系の（１００）
面配向を含む）、その（００１）面配向度（菱面体晶系
の（１００）面配向度）が９０％以上となる。また、配
向制御層１５の結晶性が良好であるため、この圧電体層
１６の結晶性も良好となる。
【００９９】上記第２の電極層１７は、Ｐｔターゲット
を用いて、室温において１Ｐａのアルゴンガス中２００
Ｗの高周波電力で１０分間形成することにより得られ
る。
【０１００】したがって、本実施形態の圧電素子では、
高価なＭｇＯ単結晶基板を用いなくても、安価なシリコ
ンの基板１１上にスパッタ法により成膜することで、結
晶性及び配向性が良好な圧電体層１６が得られ、製造コ
ストを低減しつつ、圧電素子の圧電特性のばらつきを低
く抑えることができるとともに、信頼性を向上させるこ
とができる。また、Ｚｒ酸化物からなる結晶性が低い層
が形成され難いので、圧電素子の耐電圧を向上させるこ
とができる。
【０１０１】次に、具体的に実施した実施例について説
明する。尚、以下の各実施例１〜５においては、基板上
に、密着層、第１の電極層、配向制御層、圧電体層及び
第２の電極層を順に形成した構成は、上記実施形態と同
じである（但し、実施例５では、密着層を形成していな
い）。
【０１０２】（実施例１） この実施例１のものは、各膜の材料、膜厚、製造方法等
が上記実施形態で説明したものと同じものとした。この
実施例１の圧電素子の各膜には、クラックや膜剥離は見
られなかった。
【０１０３】そして、第２の電極層を形成する前の圧電
体層の結晶配向性や膜組成を調べた。すなわち、Ｘ線回
折法による解析から、圧電体層は（１００）面配向菱面
体晶系ペロブスカイト型結晶構造を示し、（１００）面
配向度はα＝９７％であった。また、ＰＺＴ膜の組成
は、Ｘ線マイクロアナライザーによる組成分析を行った
結果、ターゲット組成と同じでＺｒ／Ｔｉ比は５３／４
７であった。
【０１０４】続いて、配向制御層を形成する前の第１の
電極層の結晶配向性及び膜組成を調べた。すなわち、Ｘ
線回折法により解析を行った結果、Ｐｔ膜は（１１１）
面配向を示していた。また、Ｘ線光電子分光（ＸＰＳ）
で表面から５ｎｍの深さでの組成分析を行った結果、Ｔ
ｉ量は２．１モル％であった。
【０１０５】次いで、圧電体層を形成する前の配向制御
層の結晶配向性及び膜組成を調べた。この配向制御層の
ＰＬＴ膜は（１００）面配向ペロブスカイト型結晶構造
を示していた。尚、配向制御層の第１の電極層側には
（１１１）面配向になった部分が見られた。この（１１
１）面配向になった部分は、第１の電極層の表面部にお
けるチタンが存在しない部分の上側に存在すると考えら
れる。また、Ｘ線マイクロアナライザーによる組成分析
を行った結果、ランタンが１２モル％含有され、Ｐｂが
８モル％過剰に含まれていた。
【０１０６】次に、第２の電極層を形成する前の状態の
ものを用いて、ダイシングにより１５ｍｍ×２ｍｍに切
り出したカンチレバーを１００個作製し、０．２μｍ厚
の第２の電極層をスパッタ法により形成して、圧電定数
ｄ３１の測定を行った（圧電定数ｄ３１の測定方法につ
いては、例えば特開２００１−２１０５２号公報参
照）。この１００個のカンチレバーの圧電定数の平均値
は−１２７ｐＣ／Ｎであり、ばらつきはσ＝４．２％で
あった。
【０１０７】続いて、上記圧電素子の第２の電極層を、
１ｍｍ角で０．２μｍ厚のＰｔ膜としてスパッタ法によ
りメタルマスクを用いて１０ｍｍ間隔で６５個形成し、
それぞれの第２の電極層と第１の電極層との間に電圧を
印加して耐電圧を測定した。尚、耐電圧値は、電圧印加
による電流値が１μＡとなる値とした。この結果、耐電
圧値の平均は１１８Ｖであり、ばらつきはσ＝４．２％
であった。
【０１０８】（実施例２） この実施例２では、基板を、０．２５ｍｍ厚のφ４イン
チステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）とし、密着層には、膜
厚０．０１μｍのタンタル（Ｔａ）膜を、第１の電極層
には、膜厚が０．２５μｍであって酸化チタンを８モル
％含有するＰｔ膜を、配向制御層には、膜厚が０．０３
μｍであって１７モル％のランタンを含有しかつ鉛の含
有量が化学量論組成と比較して６モル％過剰であるＰＬ
Ｔ膜（３モル％のマグネシウムを添加したもの）を、圧
電体層には、膜厚が２．７μｍであるＰＺＴ膜（Ｚｒ／
Ｔｉ＝４０／６０）を、第２の電極層には、膜厚が０．
１μｍのＰｔ膜をそれぞれ用いた。
【０１０９】上記密着層は、Ｔａターゲットを用いて、
基板を５００℃に加熱しながら１００Ｗの高周波電力を
印加し、１Ｐａのアルゴンガス中で、１分間形成するこ
とにより得た。
【０１１０】上記第１の電極層は、多元スパッタ装置を
使用して、Ｔｉターゲット及びＰｔターゲットを用い、
基板を４００℃に加熱しながら１Ｐａのアルゴンと酸素
との混合雰囲気中（ガス体積比Ａｒ：Ｏ２＝１５：１）
において１２０Ｗ及び２００Ｗの高周波電力で１２分間
形成することにより得た。
【０１１１】上記配向制御層は、２０モル％のランタン
を含有するＰＬＴに、３モル％のマグネシウムを添加し
かつ酸化鉛（ＰｂＯ）を１０モル％過剰に加えて調合し
た焼結ターゲットを用い、基板温度６００℃で、アルゴ
ンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比Ａｒ：Ｏ２＝１
９：１）において、真空度０．８Ｐａ、高周波電力３０
０Ｗの条件で１５分間形成することにより得た。
【０１１２】上記圧電体層は、ＰＺＴ（Ｚｒ／Ｔｉ＝４
０／６０）の焼結体ターゲットを用い、基板温度６００
℃で、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比Ａ
ｒ：Ｏ２＝１９：１）において、真空度０．３Ｐａ、高
周波電力２５０Ｗの条件で３時間形成することにより得
た。
【０１１３】上記第２の電極層は、Ｐｔターゲットを用
いて、室温において１Ｐａのアルゴンガス中２００Ｗの
高周波電力で形成することにより得た。
【０１１４】この実施例２の圧電素子の各膜にも、クラ
ックや膜剥離は見られなかった。
【０１１５】そして、第２の電極層を形成する前の圧電
体層の結晶配向性や膜組成を、上記実施例１と同様の方
法で調べたところ、圧電体層は（００１）面配向正方晶
系ペロブスカイト型結晶構造を示し、（００１）面配向
度はα＝９６％であった。また、ＰＺＴ膜の組成は、タ
ーゲット組成と同じでＺｒ／Ｔｉ比は４０／６０であっ
た。
【０１１６】続いて、配向制御層を形成する前の第１の
電極層の結晶配向性及び膜組成を調べたところ、Ｐｔ膜
は（１１１）面配向を示していた。また、酸化チタン量
は８モル％であった。
【０１１７】次いで、圧電体層を形成する前の配向制御
層の結晶配向性及び膜組成を調べたところ、ＰＬＴ膜は
（００１）面配向ペロブスカイト型結晶構造を示してい
た。尚、配向制御層の第１の電極層側には（１１１）面
配向になった部分が見られた。この（１１１）面配向に
なった部分は、第１の電極層の表面部における酸化チタ
ンが存在しない部分の上側に存在すると考えられる。ま
た、マグネシウムが３モル％、ランタンが１７モル％含
有され、Ｐｂが６モル％過剰に含まれていた。
【０１１８】次に、上記実施例１と同様に、第２の電極
層を形成する前の状態のものを用いて、ダイシングによ
り１５ｍｍ×２ｍｍに切り出したカンチレバーを１００
個作製し、０．１μｍ厚の第２の電極層をスパッタ法に
より形成して、圧電定数ｄ３１の測定を行ったところ、
１００個のカンチレバーの圧電定数の平均値は−１２９
ｐＣ／Ｎであり、ばらつきはσ＝２．９％であった。
【０１１９】続いて、上記圧電素子の第２の電極層を、
１ｍｍ角で０．１μｍ厚のＰｔ膜としてスパッタ法によ
りメタルマスクを用いて１０ｍｍ間隔で６５個形成し、
それぞれの第２の電極層と第１の電極層との間に電圧を
印加して耐電圧を測定したところ、耐電圧値の平均は１
１８Ｖであり、ばらつきはσ＝４．８％であった。
【０１２０】（実施例３） この実施例３では、基板を、０．５ｍｍ厚のバリウム硼
珪酸ガラス（１００ｍｍ角サイズ）とし、密着層には、
膜厚０．００５μｍのニッケル（Ｎｉ）膜を、第１の電
極層には、膜厚が０．１５μｍであってチタンを１８モ
ル％含有するイリジウム（Ｉｒ）膜を、配向制御層に
は、膜厚が０．０２μｍであって８モル％のランタンを
含有しかつ鉛の含有量が化学量論組成と比較して１６モ
ル％過剰であるＰＬＴ膜（１モル％のマンガンを添加し
たもの）を、圧電体層には、膜厚が２．６μｍであるＰ
ＺＴ膜（Ｚｒ／Ｔｉ＝６０／４０）を、第２の電極層に
は、膜厚が０．０１μｍのＰｔ膜をそれぞれ用いた。
【０１２１】上記密着層は、Ｎｉターゲットを用いて、
基板を３００℃に加熱しながら２００Ｗの高周波電力を
印加し、１Ｐａのアルゴンガス中で、１分間形成するこ
とにより得た。
【０１２２】上記第１の電極層は、多元スパッタ装置を
使用して、Ｔｉターゲット及びＩｒターゲットを用い、
基板を６００℃に加熱しながら１Ｐａのアルゴンガス中
において１６０Ｗ及び２００Ｗの高周波電力で１０分間
形成することにより得た。
【０１２３】上記配向制御層は、１２モル％のランタン
を含有するＰＬＴに、２モル％のマンガンを添加しかつ
酸化鉛（ＰｂＯ）を２２モル％過剰に加えて調合した焼
結ターゲットを用い、基板温度５８０℃で、アルゴンと
酸素との混合雰囲気中（ガス体積比Ａｒ：Ｏ２＝１９：
１）において、真空度０．８Ｐａ、高周波電力３００Ｗ
の条件で１５分間形成することにより得た。
【０１２４】上記圧電体層は、ＰＺＴ（Ｚｒ／Ｔｉ＝６
０／４０）の焼結体ターゲットを用い、基板温度５８０
℃で、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比Ａ
ｒ：Ｏ２＝１９：１）において、真空度０．３Ｐａ、高
周波電力２６０Ｗの条件で３時間形成することにより得
た。
【０１２５】上記第２の電極層は、Ｐｔターゲットを用
いて、室温において１Ｐａのアルゴンガス中２００Ｗの
高周波電力で形成することにより得た。
【０１２６】この実施例３の圧電素子の各膜にも、クラ
ックや膜剥離は見られなかった。
【０１２７】そして、第２の電極層を形成する前の圧電
体層の結晶配向性や膜組成を調べたところ、圧電体層は
（１００）面配向菱面体晶系ペロブスカイト型結晶構造
を示し、（１００）面配向度はα＝９５％であった。ま
た、ＰＺＴ膜の組成は、ターゲット組成と同じでＺｒ／
Ｔｉ比は６０／４０であった。
【０１２８】続いて、配向制御層を形成する前の第１の
電極層の結晶配向性及び膜組成を調べたところ、Ｉｒ膜
は（１１１）面配向を示していた。また、Ｔｉ量は１８
モル％であった。
【０１２９】次いで、圧電体層を形成する前の配向制御
層の結晶配向性及び膜組成を調べたところ、ＰＬＴ膜は
（１００）面配向ペロブスカイト型結晶構造を示してい
た。尚、配向制御層の第１の電極層側にはアモルファス
になった部分が見られた。このアモルファスになった部
分は、第１の電極層の表面部におけるチタンが存在しな
い部分の上側に存在すると考えられる。また、マンガン
が１モル％、ランタンが８モル％含有され、Ｐｂが１６
モル％過剰に含まれていた。
【０１３０】次に、第２の電極層を形成する前の状態の
ものを用いて、ダイシングにより１５ｍｍ×２ｍｍに切
り出したカンチレバーを１００個作製し、０．０１μｍ
厚の第２の電極層をスパッタ法により形成して、圧電定
数ｄ３１の測定を行ったところ、１００個のカンチレバ
ーの圧電定数の平均値は−１２２ｐＣ／Ｎであり、ばら
つきはσ＝３．６％であった。
【０１３１】続いて、上記圧電素子の第２の電極層を、
１ｍｍ角で０．０１μｍ厚のＰｔ膜としてスパッタ法に
よりメタルマスクを用いて１０ｍｍ間隔で６５個形成
し、それぞれの第２の電極層と第１の電極層との間に電
圧を印加して耐電圧を測定したところ、耐電圧値の平均
は１１５Ｖであり、ばらつきはσ＝５．２％であった。
【０１３２】（実施例４） この実施例４では、基板を、０．５ｍｍ厚のφ４インチ
シリコンウエハとし、密着層には、膜厚０．０１μｍの
チタン膜を、第１の電極層には、膜厚が０．２５μｍで
あって酸化チタンを５モル％含有するＩｒ膜を、配向制
御層には、膜厚が０．０５μｍであって１０モル％のラ
ンタンを含有しかつ鉛の含有量が化学量論組成と比較し
て１０モル％過剰であるＰＬＴ膜を、圧電体層には、膜
厚が３．２μｍであるＰＺＴ膜（Ｚｒ／Ｔｉ＝５２／４
８）を、第２の電極層には、膜厚が０．０１μｍのＰｔ
膜をそれぞれ用いた。
【０１３３】上記密着層は、Ｔｉターゲットを用いて、
基板を５００℃に加熱しながら１００Ｗの高周波電力を
印加し、１Ｐａのアルゴンガス中で、１分間形成するこ
とにより得た。
【０１３４】上記第１の電極層は、多元スパッタ装置を
使用して、Ｔｉターゲット及びＩｒターゲットを用い、
基板を４００℃に加熱しながら１Ｐａのアルゴンと酸素
との混合雰囲気中（ガス体積比Ａｒ：Ｏ２＝１０：１）
において９０Ｗ及び２００Ｗの高周波電力で１２分間形
成することにより得た。
【０１３５】上記配向制御層は、１０モル％のランタン
を含有するＰＬＴに酸化鉛（ＰｂＯ）を１４モル％過剰
に加えて調合した焼結ターゲットを用い、基板温度６０
０℃で、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比
Ａｒ：Ｏ２＝１５：１）において、真空度０．８４Ｐ
ａ、高周波電力３００Ｗの条件で２０分間形成すること
により得た。
【０１３６】上記圧電体層は、ＰＺＴ（Ｚｒ／Ｔｉ＝５
２／４８）の焼結体ターゲットを用い、基板温度６２０
℃で、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比Ａ
ｒ：Ｏ２＝１９：１）において、真空度０．４Ｐａ、高
周波電力２７０Ｗの条件で３時間形成することにより得
た。
【０１３７】上記第２の電極層は、Ｐｔターゲットを用
いて、室温において１Ｐａのアルゴンガス中２００Ｗの
高周波電力で形成することにより得た。
【０１３８】この実施例４の圧電素子の各膜にも、クラ
ックや膜剥離は見られなかった。
【０１３９】そして、第２の電極層を形成する前の圧電
体層の結晶配向性や膜組成を調べたところ、圧電体層は
（１００）面配向菱面体晶系ペロブスカイト型結晶構造
を示し、（１００）面配向度はα＝９９％であった。ま
た、ＰＺＴ膜の組成は、ターゲット組成と同じでＺｒ／
Ｔｉ比は５２／４８であった。
【０１４０】続いて、配向制御層を形成する前の第１の
電極層の結晶配向性及び膜組成を調べたところ、Ｉｒ膜
は（１１１）面配向を示していた。また、酸化チタン量
は５モル％であった。
【０１４１】次いで、圧電体層を形成する前の配向制御
層の結晶配向性及び膜組成を調べたところ、ＰＬＴ膜は
（１００）面配向ペロブスカイト型結晶構造を示してい
た。尚、配向制御層の第１の電極層側にはアモルファス
になった部分が見られた。このアモルファスになった部
分は、第１の電極層の表面部における酸化チタンが存在
しない部分の上側に存在すると考えられる。また、ラン
タンが１０モル％含有され、Ｐｂが１０モル％過剰に含
まれていた。
【０１４２】次に、第２の電極層を形成する前の状態の
ものを用いて、ダイシングにより１５ｍｍ×２ｍｍに切
り出したカンチレバーを１００個作製し、０．０１μｍ
厚の第２の電極層をスパッタ法により形成して、圧電定
数ｄ３１の測定を行ったところ、１００個のカンチレバ
ーの圧電定数の平均値は−１４１ｐＣ／Ｎであり、ばら
つきはσ＝２．４％であった。
【０１４３】続いて、上記圧電素子の第２の電極層を、
１ｍｍ角で０．０１μｍ厚のＰｔ膜としてスパッタ法に
よりメタルマスクを用いて１０ｍｍ間隔で６５個形成
し、それぞれの第２の電極層と第１の電極層との間に電
圧を印加して耐電圧を測定したところ、耐電圧値の平均
は１２２Ｖであり、ばらつきはσ＝４．１％であった。
【０１４４】（実施例５） この実施例５では、基板を、０．３ｍｍ厚のφ４インチ
シリコンウエハとし、密着層をなくして、基板に第１の
電極層を直接形成するとともに、この第１の電極層に
は、膜厚が０．２２μｍであってチタンを２．１モル％
含有するＰｔ膜を、配向制御層には、膜厚が０．０３μ
ｍであって１２モル％のランタンと１５モル％のジルコ
ニウムとを含有しかつ鉛の含有量が化学量論組成と比較
して１８モル％過剰であるＰＬＺＴ膜（３モル％のマグ
ネシウムを添加したもの）を、圧電体層には、膜厚が３
μｍであるＰＺＴ膜（Ｚｒ／Ｔｉ＝５３／４７）を、第
２の電極層には、膜厚が０．２μｍのＰｔ膜をそれぞれ
用いた。
【０１４５】上記第１の電極層は、多元スパッタ装置を
使用して、Ｔｉターゲット及びＰｔターゲットを用い、
基板を４００℃に加熱しながら１Ｐａのアルゴンガス中
において８５Ｗ及び２００Ｗの高周波電力で１２分間形
成することにより得た。
【０１４６】上記配向制御層は、１４モル％のランタン
と１５モル％のジルコニウムとを含有するＰＬＺＴに、
３モル％のマグネシウムを添加しかつ酸化鉛（ＰｂＯ）
を２４モル％過剰に加えて調合した焼結ターゲットを用
い、基板温度６００℃で、アルゴンと酸素との混合雰囲
気中（ガス体積比Ａｒ：Ｏ２＝１９：１）において、真
空度０．８Ｐａ、高周波電力３００Ｗの条件で１２分間
形成することにより得た。
【０１４７】上記圧電体層は、ＰＺＴ（Ｚｒ／Ｔｉ＝５
３／４７）の焼結体ターゲットを用い、基板温度６１０
℃で、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比Ａ
ｒ：Ｏ２＝１９：１）において、真空度０．３Ｐａ、高
周波電力２５０Ｗの条件で３時間形成することにより得
た。
【０１４８】上記第２の電極層は、Ｐｔターゲットを用
いて、室温において１Ｐａのアルゴンガス中２００Ｗの
高周波電力で形成することにより得た。
【０１４９】この実施例５の圧電素子の各膜にも、クラ
ックや膜剥離は見られなかった。
【０１５０】そして、第２の電極層を形成する前の圧電
体層の結晶配向性や膜組成を調べたところ、圧電体層は
（１００）面配向菱面体晶系ペロブスカイト型結晶構造
を示し、（１００）面配向度はα＝９８％であった。ま
た、ＰＺＴ膜の組成は、ターゲット組成と同じでＺｒ／
Ｔｉ比は５３／４７であった。
【０１５１】続いて、配向制御層を形成する前の第１の
電極層の結晶配向性及び膜組成を調べたところ、Ｐｔ膜
は（１１１）面配向を示していた。また、チタン量は
２．１モル％であった。
【０１５２】次いで、圧電体層を形成する前の配向制御
層の結晶配向性及び膜組成を調べたところ、ＰＬＴ膜は
（１００）面配向ペロブスカイト型結晶構造を示してい
た。尚、配向制御層の第１の電極層側には（１１１）面
配向になった部分が見られた。この（１１１）面配向に
なった部分は、第１の電極層の表面部におけるチタンが
存在しない部分の上側に存在すると考えられる。また、
マグネシウムが３モル％、ランタンが１２モル％含有さ
れ、Ｐｂが１８モル％過剰に含まれていた。
【０１５３】次に、第２の電極層を形成する前の状態の
ものを用いて、ダイシングにより１５ｍｍ×２ｍｍに切
り出したカンチレバーを１００個作製し、０．２μｍ厚
の第２の電極層をスパッタ法により形成して、圧電定数
ｄ３１の測定を行ったところ、１００個のカンチレバー
の圧電定数の平均値は−１３０ｐＣ／Ｎであり、ばらつ
きはσ＝４．１２％であった。
【０１５４】続いて、上記圧電素子の第２の電極層を、
１ｍｍ角で０．２μｍ厚のＰｔ膜としてスパッタ法によ
りメタルマスクを用いて１０ｍｍ間隔で６５個形成し、
それぞれの第２の電極層と第１の電極層との間に電圧を
印加して耐電圧を測定したところ、耐電圧値の平均は１
２０Ｖであり、ばらつきはσ＝４．０％であった。
【０１５５】（比較例） この比較例のものは、上記実施例１のものに対して配向
制御層を設けない点のみが異なるものであり、基板上
に、密着層、第１の電極層、圧電体層及び第２の電極層
を順に形成した構成である。
【０１５６】この比較例の圧電素子における圧電体層は
（１００）面配向菱面体晶系ペロブスカイト型結晶構造
を示し、（１００）面配向度はα＝３１％であった。
【０１５７】また、上記実施例１と同様にして圧電定数
ｄ３１の測定を行ったところ、圧電定数の平均値は−７
２ｐＣ／Ｎであり、ばらつきはσ＝１１．５％であっ
た。
【０１５８】さらに、上記実施例１と同様にして耐電圧
を測定したところ、耐電圧値の平均は６５Ｖであり、ば
らつきはσ＝１４．５％であった。
【０１５９】したがって、上記実施例１のような配向制
御層を設けるだけで、圧電体層の結晶性や配向性を向上
させることができ、圧電素子の圧電特性や耐電圧を向上
できることが判る。
【０１６０】（実施例６） この実施例６のものは、上記実施例１とは配向制御層の
材料のみが異なる（配向制御層のスパッタ条件も実施例
１と同じ）。すなわち、この配向制御層は、Ｌａを含有
していないチタン酸鉛（ＰＴ）からなり、その鉛の含有
量は化学量論組成と比較して過剰とはしていない。
【０１６１】この実施例６の圧電素子における圧電体層
は（１００）面配向菱面体晶系ペロブスカイト型結晶構
造を示し、（１００）面配向度はα＝４１％であった。
また、圧電定数の平均値は−８２ｐＣ／Ｎであり、ばら
つきはσ＝９．２％であった。さらに、耐電圧値の平均
は８２Ｖであり、ばらつきはσ＝１２．１％であった。
【０１６２】したがって、このような配向制御層であっ
ても、上記比較例のものに比べると、圧電体層の配向性
は向上し、圧電定数や耐電圧を向上できることが判る。
【０１６３】また、上記実施例１と比較して判るよう
に、配向制御層にランタンを含有し、Ｐｂ過剰とすれ
ば、圧電体層の配向性を格段に向上させ得ることが判
る。
【０１６４】（実施形態２） 図３は、本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド
の全体構成を示し、図４はその要部の構成を示す。図３
及び図４において、Ａは、圧力室部材であって、この圧
力室部材Ａには、その厚み方向（上下方向）に貫通する
圧力室開口部１０１が形成されている。Ｂは、上記圧力
室開口部１０１の上端開口を覆うように配置されたアク
チュエータ部であり、Ｃは、圧力室開口部１０１の下端
開口を覆うように配置されたインク流路部材である。上
記圧力室部材Ａの圧力室開口部１０１は、その上下にそ
れぞれ位置する上記アクチュエータ部Ｂ及びインク流路
部材Ｃにより閉塞されることで圧力室１０２とされてい
る。
【０１６５】上記アクチュエータ部Ｂは、上記各圧力室
１０２の略真上に位置する第１の電極層１０３（個別電
極）を有し、これら圧力室１０２及び第１の電極層１０
３は、図３から判るように、千鳥状に多数配列されてい
る。
【０１６６】上記インク流路部材Ｃは、インク供給方向
に並ぶ圧力室１０２間で共用する共通液室１０５と、こ
の共通液室１０５のインクを上記圧力室１０２に供給す
るための供給口１０６と、圧力室１０２内のインクを吐
出させるためのインク流路１０７とを有している。
【０１６７】Ｄは、ノズル板であって、このノズル板Ｄ
には、上記インク流路１０７に連通するノズル孔１０８
が形成されている。また、ＥはＩＣチップであって、こ
のＩＣチップから上記各個別電極１０３に対してボンデ
ィングワイヤＢＷを介して電圧をそれぞれ供給するよう
になっている。
【０１６８】次に、上記アクチュエータ部Ｂの構成を図
５に基づいて説明する。この図５は、図３に示したイン
ク供給方向とは直交する方向の断面図である。同図で
は、上記直交方向に並ぶ４個の圧力室１０２を持つ圧力
室部材Ａが参照的に描かれている。このアクチュエータ
部Ｂは、上記の如く各圧力室１０２の略真上にそれぞれ
位置する第１の電極層１０３と、この各第１の電極層１
０３上（同図では下側）に設けられた配向制御層１０４
と、この配向制御層１０４上（同下側）に設けられた圧
電体層１１０と、この圧電体層１１０上（同下側）に設
けられ、全圧電体層１１０に共通となる第２の電極層１
１２（共通電極）と、この第２の電極層１１２上（同下
側）に設けられ、上記圧電体層１１０の圧電効果により
層厚方向に変位し振動する振動層１１１と、この振動層
１１１上（同下側）に設けられ、各圧力室１０２の相互
を区画する区画壁１０２ａの上方に位置する中間層１１
３（縦壁）とを有しており、上記第１の電極層１０３、
配向制御層１０４、圧電体層１１０及び第２の電極層１
１２は、これらが順に積層されてなる圧電素子を構成す
ることになる。また、振動層１１１は、この圧電素子の
第２の電極層１１２側の面に設けられていることにな
る。
【０１６９】尚、図５中、１１４は圧力室部材Ａとアク
チュエータ部Ｂとを接着する接着剤であり、上記各中間
層１１３は、この接着剤１１４を用いた接着時に、その
一部の接着剤１１４が区画壁１０２ａの外方にはみ出し
た場合でも、この接着剤１１４が振動層１１１に付着し
ないで振動層１１１が所期通りの変位及び振動を起こす
ように、圧力室１０２の上面と振動層１１１の下面との
距離を拡げる役割を有している。このようにアクチュエ
ータ部Ｂの振動層１１１における第２の電極層１１２と
は反対側面に中間層１１３を介して圧力室部材Ａを接合
するのが好ましいが、振動層１１１における第２の電極
層１１２とは反対側面に直接圧力室部材Ａを接合するよ
うにしてもよい。
【０１７０】上記第１の電極層１０３、配向制御層１０
４、圧電体層１１０及び第２の電極層１１２の各構成材
料は、上記実施形態１で説明した第１の電極層１４、配
向制御層１５、圧電体層１６及び第２の電極層１７とそ
れぞれ同様である（構成元素の含有量が異なるものもあ
る）。また、配向制御層１０４及び圧電体層１１０の構
造も、配向制御層１５及び圧電体層１６とそれぞれ同様
であり、配向制御層１０４における第１の電極層１０３
側の表面近傍部は、（１００）面又は（００１）面配向
の領域が第１の電極層１０３における配向制御層１０４
側の表面部に位置するチタン上に存在していて層厚方向
と垂直な断面における上記領域の面積が第１の電極層１
０３側から圧電体層１１０側に向かって大きくなる構造
を有している。
【０１７１】次に、図３のＩＣチップＥを除くインクジ
ェットヘッド、つまり図４に示す上記圧力室部材Ａ、ア
クチュエータ部Ｂ、インク流路部材Ｃ及びノズル板Ｄよ
りなるインクジェットヘッドの製造方法を図６〜図１０
に基いて説明する。
【０１７２】図６（ａ）に示すように、基板１２０上
に、順次、密着層１２１、第１の電極層１０３、配向制
御層１０４、圧電体層１１０、第２の電極層１１２、振
動層１１１、上記中間層１１３をスパッタ法により成膜
して、積層する。尚、上記密着層１２１は、上記実施形
態１で説明した密着層１２と同様であって、基板１２０
と第１の電極層１０３との密着性を高めるために基板１
２０と第１の電極層１０３との間に形成する（必ずしも
密着層１２１を形成する必要はない）。この密着層１２
１は、後述の如く、基板１２０と同様に除去する。ま
た、振動層１１１の材料にはＣｒを、中間層１１３には
Ｔｉをそれぞれ使用する。
【０１７３】上記基板１２０には、１８ｍｍ角に切断し
たＳｉ基板を用いる。この基板１２０は、Ｓｉに限るも
のではなく、ガラス基板や金属基板、セラミックス基板
であってもよい。また、基板サイズも１８ｍｍ角に限る
ものではなく、Ｓｉ基板であれば、φ２〜１０インチの
ウエハであってもよい。
【０１７４】上記密着層１２１は、Ｔｉターゲットを用
いて、基板１２０を４００℃に加熱しながら１００Ｗの
高周波電力を印加し、１Ｐａのアルゴンガス中で、１分
間形成することにより得られる。この密着層１２１の膜
厚は０．０２μｍとなる。尚、密着層１２１の材料は、
Ｔｉに限らず、タンタル、鉄、コバルト、ニッケル若し
くはクロム又はそれら（Ｔｉを含む）の化合物であって
もよい。また、膜厚は０．００５〜０．２μｍの範囲で
あればよい。
【０１７５】上記第１の電極層１０３は、多元スパッタ
装置を使用して、Ｔｉターゲット及びＰｔターゲットを
用い、基板１２０を６００℃に加熱しながら１Ｐａのア
ルゴンガス中において８５Ｗ及び２００Ｗの高周波電力
で１２分間形成することにより得られる。この第１の電
極層１０３の膜厚は０．２μｍとなり、（１１１）面に
配向する。また、Ｔｉの含有量は２．５モル％である。
この第１の電極層１０３も、上記実施形態１における第
１の電極層１４と同様に、Ｐｔ、イリジウム、パラジウ
ム及びルテニウムの群から選ばれた少なくとも１種の貴
金属に、チタン又は酸化チタンを添加したもの（添加量
は０を越え３０モル％以下であることが好ましい）であ
ればよく、膜厚は０．０５〜２μｍの範囲であればよ
い。
【０１７６】上記配向制御層１０４は、ランタンを１０
モル％含有するＰＬＴに酸化鉛（ＰｂＯ）を１５モル％
過剰に加えて調合した焼結ターゲットを用い、基板１２
０の温度６００℃で、アルゴンと酸素との混合雰囲気中
（ガス体積比Ａｒ：Ｏ２＝１９：１）において、真空度
０．８Ｐａ、高周波電力３００Ｗの条件で１２分間形成
することにより得られる。この得られたチタン酸ランタ
ン鉛膜は、ランタンを１０モル％含みかつ鉛を化学組成
量論組成よりも１０％過剰に含むペロブスカイト型結晶
構造であって、第１の電極層１０３における配向制御層
１０４側の表面部に位置するチタン上において（１０
０）面又は（００１）面に配向しており、この（１０
０）面又は（００１）面配向の領域は第１の電極層１０
３側からその反対側（圧電体層１１０側）に向かって拡
大する。一方、配向制御層１０４において第１の電極層
１０３の表面部のチタン又は酸化チタンが存在しない部
分の上側領域は、（１００）面や（００１）面配向とは
ならないが、この領域は圧電体層１１０側に向かって小
さくなる。そして、ここでは、配向制御層１０４の膜厚
が０．０２μｍとなるため、圧電体層１１０側の表面は
略全体が（１００）面又は（００１）面に配向した領域
となる。
【０１７７】尚、上記実施形態１における配向制御層１
５と同様に、上記配向制御層１０４のＬａの含有量は０
を越え２５モル％以下であればよく、鉛の含有量は０を
越え３０モル％以下過剰とする。また、配向制御層１０
４を構成する材料は、ＰＬＴにジルコニウムを含有した
ＰＬＺＴ（ジルコニウムの含有量は２０モル％以下とす
る）であってもよく、ＰＬＴやＰＬＺＴに、マグネシウ
ム及びマンガンの少なくとも一方を添加したもの（マグ
ネシウム及びマンガンの添加量は０を越え１０モル％以
下であることが好ましい）であってもよい。また、配向
制御層１０４の膜厚は０．０１〜０．２μｍの範囲であ
ればよい。
【０１７８】上記圧電体層１１０は、ＰＺＴ（Ｚｒ／Ｔ
ｉ＝５２／４８）の焼結体ターゲットを用い、基板１２
０の温度５８０℃で、アルゴンと酸素との混合雰囲気中
（ガス体積比Ａｒ：Ｏ２＝１５：１）において、真空度
０．３Ｐａ、高周波電力２５０Ｗの条件で３時間形成す
ることにより得られる。この得られたＰＺＴ膜は、菱面
体晶系ペロブスカイト型結晶構造で（１００）面配向と
なる。また、圧電体層１１０の膜厚は３．１μｍとな
る。尚、この圧電体層１１０のＺｒ／Ｔｉ組成は、Ｚｒ
／Ｔｉ＝３０／７０〜７０／３０であればよく、膜厚
は、１〜５μｍの範囲であればよい。また、圧電体層１
１０の構成材料は、ＰＺＴにＳｒ、Ｎｂ、Ａｌ等の添加
物を含有したもの等のように、ＰＺＴを主成分とする圧
電材料であればよく、ＰＭＮやＰＺＮであってもよい。
【０１７９】上記第２の電極層１１２は、Ｐｔターゲッ
トを用いて、室温において１Ｐａのアルゴンガス中２０
０Ｗの高周波電力で１０分間形成することにより得られ
る。この第２の電極層１１２の膜厚は０．２μｍとな
る。尚、第２の電極層１１２の材料はＰｔに限らず、導
電性材料であればよく、膜厚は０．１〜０．４μｍの範
囲であればよい。
【０１８０】上記振動層１１１は、Ｃｒターゲットを用
いて、室温において１Ｐａのアルゴンガス中２００Ｗの
高周波電力で６時間形成することにより得られる。この
振動層１１１の膜厚は３μｍとなる。この振動層１１１
の材料は、Ｃｒに限らず、ニッケル、アルミニウム、タ
ンタル、タングステン、シリコン又はこれらの酸化物若
しくは窒化物（例えば二酸化シリコン、酸化アルミニウ
ム、酸化ジルコニウム、窒化シリコン）等であってもよ
い。また、振動層１１１の膜厚は２〜５μｍであればよ
い。
【０１８１】上記中間層１１３は、Ｔｉターゲットを用
いて、室温において１Ｐａのアルゴンガス中２００Ｗの
高周波電力で５時間形成することにより得られる。この
中間層１１３の膜厚は５μｍとなる。この中間層１１３
の材料は、Ｔｉに限らず、Ｃｒ等の導電性金属であれば
よい。また、中間層１１３の膜厚は３〜１０μｍであれ
ばよい。
【０１８２】一方、図６（ｂ）に示すように、圧力室部
材Ａを形成する。この圧力室部材Ａは、上記Ｓｉ基板１
２０よりも大きいサイズ、例えば４インチウエハーのシ
リコン基板１３０（図１１参照）を使用して形成され
る。具体的には、先ず、シリコン基板１３０（圧力室部
材用）に対して複数の圧力室用開口部１０１をパターン
ニングする。このパターンニングは、同図（ｂ）から判
るように、４つの圧力室用開口部１０１を１組として、
各組を区画する区画壁１０２ｂは、各組内の圧力室用開
口部１０１を区画する区画壁１０２ａの幅の約２倍の幅
の厚幅に設定される。その後、上記パターンニングされ
たシリコン基板１３０をケミカルエッチング又はドライ
エッチング等で加工して、各組で４個の圧力室用開口部
１０１を形成し、圧力室部材Ａを得る。
【０１８３】その後は、上記成膜後のシリコン基板１２
０（成膜用）と前記圧力室部材Ａとを接着剤を用いて接
着する。この接着剤の形成は電着による。すなわち、先
ず、同図（ｃ）に示すように、圧力室部材Ａ側の接着面
として、圧力室の区画壁１０２ａ、１０２ｂの上面に接
着剤１１４を電着により付着させる。具体的には、図示
しないが、上記区画壁１０２ａ、１０２ｂの上面に、下
地電極膜として、光が透過する程度に薄い数百ÅのＮｉ
薄膜をスパッタ法により形成し、その後、上記Ｎｉ薄膜
上に、パターニングされた接着樹脂剤１１４を形成す
る。この際、電着液としては、アクリル樹脂系水分散液
に０〜５０重量部の純水を加え、良く攪拌混合した溶液
を使用する。Ｎｉ薄膜の膜厚を光が透過するほど薄く設
定するのは、シリコン基板１３０（圧力室部材用）に接
着樹脂が完全に付着したことを容易に視認できるように
するためである。電着条件は、実験によると、液温約２
５℃、直流電圧３０Ｖ、通電時間６０秒が好適であり、
この条件下で約３〜１０μｍのアクリル樹脂を、シリコ
ン基板１３０（圧力室部材用）のＮｉ薄膜上に電着樹脂
形成する。
【０１８４】そして、図７（ａ）に示すように、上記積
層されたＳｉ基板１２０（成膜用）と圧力室部材Ａと
を、上記電着された接着剤１１４を用いて接着する。こ
の接着は、基板１２０（成膜用）に成膜された中間層１
１３を基板側接着面として行う。また、Ｓｉ基板１２０
（成膜用）は１８ｍｍのサイズであり、圧力室部材Ａを
形成するＳｉ基板１３０は４インチサイズと大きいた
め、図１１に示すように、複数（同図では１４個）のＳ
ｉ基板１２０（成膜用）を１個の圧力室部材Ａ（Ｓｉ基
板１３０）に貼り付ける。この貼り付けは、図７（ａ）
に示すように、各Ｓｉ基板１２０（成膜用）の中心が圧
力室部材Ａの厚幅の区画壁１０２ｂの中心に位置するよ
うに位置付けられた状態で行われる。この貼り付け後、
圧力室部材ＡをＳｉ基板１２０（成膜用）側に押圧、密
着させて、両者の接着を液密性高くする。さらに、上記
接着したＳｉ基板１２０（成膜用）及び圧力室部材Ａを
加熱炉において徐々に昇温して、上記接着剤１１４を完
全に硬化させる。続いて、プラズマ処理を行って、上記
接着剤１１４のうち、はみ出した断片を除去する。
【０１８５】尚、図７（ａ）では、成膜後のＳｉ基板１
２０（成膜用）と圧力室部材Ａとを接着したが、圧力室
用開口部１０１を形成しない段階のＳｉ基板１３０（圧
力室部材用）を上記成膜後のＳｉ基板１２０（成膜用）
と接着してもよい。
【０１８６】その後は、図７（ｂ）に示すように、圧力
室部材Ａの各区画壁１０２ａ、１０２ｂをマスクとして
中間層１１３をエッチングして所定形状に仕上げる（上
記各区画壁１０２ａ、１０２ｂに連続する形状（縦壁）
とする）。次いで、図８（ａ）に示すように、Ｓｉ基板
１２０（成膜用）及び密着層１２１をエッチングにより
除去する。
【０１８７】続いて、図８（ｂ）に示すように、上記圧
力室部材Ａ上に位置する第１の電極層１０３について、
フォトリソグラフィー技術を用いてエッチングして、各
圧力室１０２毎に個別化する。そして、図９（ａ）に示
すように、フォトリソグラフィー技術を用いて配向制御
層１０４と圧電体層１１０とをエッチングして第１の電
極層１０３と同様の形状に個別化する。これらエッチン
グ後の第１の電極層１０３、配向制御層１０４及び圧電
体層１１０は、圧力室１０２の各々の上方に位置し、か
つ第１の電極層１０３、配向制御層１０４及び圧電体層
１１０の幅方向の中心が、対応する圧力室１０２の幅方
向の中心に対し高精度に一致するように形成される。こ
のように第１の電極層１０３、配向制御層１０４及び圧
電体層１１０を各圧力室１０２毎に個別化した後、図９
（ｂ）に示すように、シリコン基板１３０（圧力室部材
用）を各厚幅の区画壁１０２ｂの部分で切断して、４つ
の圧力室１０２を持つ圧力室部材Ａとその上面に固着さ
れたアクチュエータ部Ｂとが４組完成する。
【０１８８】続いて、図１０（ａ）に示すように、イン
ク流路部材Ｃに共通液室１０５、供給口１０６及びイン
ク流路１０７を形成するとともに、ノズル板Ｄにノズル
孔１０８を形成する。次いで、同図（ｂ）に示すよう
に、上記インク流路部材Ｃとノズル板Ｄとを接着剤１０
９を用いて接着する。
【０１８９】その後、同図（ｃ）に示すように、圧力室
部材Ａの下端面又はインク流路部材Ｃの上端面に接着剤
（図示せず）を転写し、圧力室部材Ａとインク流路部材
Ｃとのアライメント調整を行って、この両者を上記接着
剤により接着する。以上により、同図（ｄ）に示すよう
に、圧力室部材Ａ、アクチュエータ部Ｂ、インク流路部
材Ｃ及びノズル板Ｄを持つインクジェットヘッドが完成
する。
【０１９０】上記のようにして得られたインクジェット
ヘッドの第１及び第２電極層１０３，１１２間に所定電
圧を印加すると、圧電体層１１０の圧電効果により振動
層１１１における各圧力室１０２に対応する部分が層厚
方向に変位して、圧力室１０２内のインクが該圧力室１
０２に連通するノズル孔１０８から吐出されることにな
る。そして、上記電圧印加時の振動層１１１における各
圧力室１０２に対応する部分の層厚方向の変位量を測定
したところ、その変位量のばらつきはσ＝１．８％であ
った。また、周波数が２０ｋＨｚの２０Ｖ交流電圧を１
０日間印加し続けたが、インクの吐出不良は全くなく、
吐出性能の低下は見られなかった。
【０１９１】一方、上記本発明のインクジェットヘッド
に対して配向制御層１０４を設けない点のみが異なるイ
ンクジェットヘッドを作製し、このインクジェットヘッ
ドの第１及び第２電極層１０３，１１２間に所定電圧を
印加して、振動層１１１における各圧力室１０２に対応
する部分の層厚方向の変位量を測定したところ、その変
位量のばらつきはσ＝７．２％であった。また、周波数
が２０ｋＨｚの２０Ｖ交流電圧を１０日間印加し続けた
ところ、全圧力室１０２のうちの約３０％の圧力室１０
２に対応する部分でインク吐出不良が発生した。これ
は、インクの詰まり等ではないことから、アクチュエー
タ部Ｂ（圧電素子）の耐久性が低いと考えられる。
【０１９２】したがって、本実施形態のインクジェット
ヘッドは、インク吐出性能のばらつきが少なくて耐久性
に優れていることが判る。
【０１９３】（実施形態３） 図１２は、本発明の実施形態に係る他のインクジェット
ヘッドの主要部を示し、上記実施形態２のインクジェッ
トヘッドのように基板を成膜用と圧力室部材用とに別個
に用いないで、成膜用と圧力室部材用とを兼用するよう
にしたものである。
【０１９４】具体的には、圧力室４０２がエッチング加
工により形成された圧力室基板４０１（圧力室部材）上
に、振動層４０３、密着層４０４、第１の電極層４０６
（共通電極）、配向制御層４０７、圧電体層４０８及び
第２の電極層４０９（個別電極）が順に積層されてい
る。上記第１の電極層４０６、配向制御層４０７、圧電
体層４０８及び第２の電極層４０９は、これらが順に積
層されてなる圧電素子を構成することになる。また、振
動層４０３は、この圧電素子の第１の電極層４０６側の
面に密着層４０４を介して設けられていることになる。
この密着層４０４は、振動層４０３と第１の電極層４０
６との密着性を高めるものであり、上記実施形態２にお
ける密着層１２１と同様になくてもよい。上記密着層４
０４、第１の電極層４０６、配向制御層４０７、圧電体
層４０８及び第２の電極層４０９の各構成材料は、上記
実施形態２で説明した密着層１２１、第１の電極層１０
３、配向制御層１０４、圧電体層１１０及び第２の電極
層１１２とそれぞれ同様である。また、配向制御層４０
７及び圧電体層４０８の構造も、配向制御層１０４及び
圧電体層１１０とそれぞれ同様であり、配向制御層４０
７における第１の電極層４０６側の表面近傍部は、（１
００）面又は（００１）面配向の領域が第１の電極層４
０６における配向制御層４０７側の表面部に位置するチ
タン上に存在していて層厚方向と垂直な断面における上
記領域の面積が第１の電極層４０６側から圧電体層４０
８側に向かって大きくなる構造を有している。
【０１９５】上記圧力室基板４０１は、φ４インチで厚
さ２００μｍのＳｉ基板を用いる。この実施形態でも、
Ｓｉに限るものではなく、ガラス基板や金属基板、セラ
ミックス基板であってもよい。
【０１９６】上記振動層４０３は、この実施形態では、
膜厚が２．８μｍであって二酸化シリコンからなる。
尚、この振動層４０３の材料は、二酸化シリコンに限ら
ず、上記実施形態２で説明した材料（ニッケルやクロム
等の単体又はその酸化物若しくは窒化物）であってもよ
い。また、振動層１１１の膜厚は０．５〜１０μｍであ
ればよい。
【０１９７】次に、上記インクジェットヘッドの製造方
法について図１３を参照しながら説明する。
【０１９８】すなわち、先ず、図１３（ａ）に示すよう
に、圧力室４０２が形成されていない圧力室基板４０１
に、振動層４０３、密着層４０４、第１の電極層４０
６、配向制御層４０７、圧電体層４０８及び第２の電極
層４０９をスパッタ法により順次形成する。
【０１９９】上記振動層４０３は、二酸化シリコン焼結
体のターゲットを用いて、圧力室基板４０１の加熱は行
わないで室温において、３００Ｗの高周波電力を印加し
て、０．４Ｐａのアルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガ
ス体積比Ａｒ：Ｏ２＝５：２５）で、８時間形成するこ
とにより得られる。尚、この振動層４０３の成膜法とし
ては、スパッタ法に限らず、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶ
Ｄ法、ゾル・ゲル法等であってもよく、圧力室基板４０
１の熱酸化処理で形成する方法であってもよい。
【０２００】上記密着層４０４は、Ｔｉターゲットを用
いて、圧力室基板４０１を４００℃に加熱しながら、１
００Ｗの高周波電力を印加して、１Ｐａのアルゴンガス
中で、１分間加熱することにより得られる。この密着層
４０４の膜厚は０．０３μｍとなる。尚、密着層４０４
の材料は、Ｔｉに限らず、タンタル、鉄、コバルト、ニ
ッケル若しくはクロム又はそれら（Ｔｉを含む）の化合
物であってもよい。また、膜厚は０．００５〜０．１μ
ｍの範囲であればよい。
【０２０１】上記第１の電極層４０６は、多元スパッタ
装置を使用して、Ｔｉターゲット及びＰｔターゲットを
用い、圧力室基板４０１を６００℃に加熱しながら１Ｐ
ａのアルゴンガス中において８５Ｗ及び２００Ｗの高周
波電力で１２分間形成することにより得られる。この第
１の電極層４０６の膜厚は０．２μｍとなり、（１１
１）面に配向する。また、Ｔｉの含有量は２．５モル％
である。この第１の電極層４０６も、上記実施形態１に
おける第１の電極層１４と同様に、Ｐｔ、イリジウム、
パラジウム及びルテニウムの群から選ばれた少なくとも
１種の貴金属に、チタン又は酸化チタンを添加したもの
（添加量は０を越え３０モル％以下であることが好まし
い）であればよく、膜厚は０．０５〜２μｍの範囲であ
ればよい。
【０２０２】上記配向制御層４０７は、ランタンを１０
モル％含有するＰＬＴに酸化鉛（ＰｂＯ）を１５モル％
過剰に加えて調合した焼結ターゲットを用い、圧力室基
板４０１の温度６２０℃で、アルゴンと酸素との混合雰
囲気中（ガス体積比Ａｒ：Ｏ２＝１９：１）において、
真空度０．８Ｐａ、高周波電力３００Ｗの条件で１２分
間形成することにより得られる。この得られたチタン酸
ランタン鉛膜は、上記実施形態２における配向制御層１
０４と同じである。
【０２０３】尚、上記実施形態１における配向制御層１
５と同様に、上記配向制御層４０７のＬａの含有量は０
を越え２５モル％以下であればよく、鉛の含有量は０を
越え３０モル％以下過剰とする。また、配向制御層４０
７を構成する材料は、ＰＬＴにジルコニウムを含有した
ＰＬＺＴ（ジルコニウムの含有量は２０モル％以下とす
る）であってもよく、ＰＬＴやＰＬＺＴに、マグネシウ
ム及びマンガンの少なくとも一方を添加したもの（マグ
ネシウム及びマンガンの添加量は０を越え１０モル％以
下であることが好ましい）であってもよい。また、配向
制御層４０７の膜厚は０．０１〜０．２μｍの範囲であ
ればよい。
【０２０４】上記圧電体層４０８は、ＰＺＴ（Ｚｒ／Ｔ
ｉ＝５２／４８）の焼結体ターゲットを用い、圧力室基
板４０１の温度５８０℃で、アルゴンと酸素との混合雰
囲気中（ガス体積比Ａｒ：Ｏ２＝１５：１）において、
真空度０．３Ｐａ、高周波電力２５０Ｗの条件で３時間
形成することにより得られる。この得られたＰＺＴ膜
は、上記実施形態２における圧電体層１１０と同じであ
る。尚、圧電体層４０８のＺｒ／Ｔｉ組成は、Ｚｒ／Ｔ
ｉ＝３０／７０〜７０／３０であればよく、膜厚は、１
〜５μｍの範囲であればよい。また、圧電体層４０８の
構成材料は、ＰＺＴにＳｒ、Ｎｂ、Ａｌ等の添加物を含
有したもの等のように、ＰＺＴを主成分とする圧電材料
であればよく、ＰＭＮやＰＺＮであってもよい。
【０２０５】上記第２の電極層４０９は、Ｐｔターゲッ
トを用いて、室温において１Ｐａのアルゴンガス中２０
０Ｗの高周波電力で１０分間形成することにより得られ
る。この第２の電極層４０９の膜厚は０．２μｍとな
る。尚、第２の電極層４０９の材料はＰｔに限らず、導
電性材料であればよく、膜厚は０．１〜０．４μｍの範
囲であればよい。
【０２０６】次いで、上記第２の電極層４０９上に、レ
ジストをスピンコートにより塗布し、圧力室４０２が形
成されるべき位置に合わせて露光・現像を行ってパター
ニングする。そして、第２の電極層４０９、圧電体層４
０８及び配向制御層４０７をエッチングして個別化す
る。このエッチングは、アルゴンとフッ素元素を含む有
機ガスとの混合ガスを用いたドライエッチングで行う。
【０２０７】続いて、図１３（ｂ）に示すように、圧力
室基板４０１に圧力室４０２を形成する。この圧力室４
０２の形成は、六フッ化硫黄ガス、フッ素元素を含む有
機ガス又はこれらの混合ガスを使用した異方性ドライエ
ッチングで行う。つまり、圧力室基板４０１の上記各膜
を形成した面とは反対側の面における側壁４１３となる
部分にエッチングマスクを形成して、異方性ドライエッ
チングにより圧力室４０２を形成する。
【０２０８】そして、予めノズル孔４１０を形成したノ
ズル板４１２を、接着剤を用いて圧力室基板４０１の上
記各膜を形成した面とは反対側の面に接合することによ
り、インクジェットヘッドが完成する。上記ノズル孔４
１０は、リゾグラフィ法、レーザー加工法、放電加工法
等により、ノズル板４１２の所定位置に開口する。そし
て、ノズル板４１２を圧力室基板４０１に接合する際に
は、各ノズル孔４１０が圧力室４０２に対応して配置さ
れるように位置合わせを行う。
【０２０９】上記のようにして得られたインクジェット
ヘッドの第１及び第２電極層４０６，４０９間に所定電
圧を印加して、振動層４０３における各圧力室４０２に
対応する部分の層厚方向の変位量を測定したところ、そ
の変位量のばらつきはσ＝１．８％であった。また、周
波数が２０ｋＨｚの２０Ｖ交流電圧を１０日間印加し続
けたが、インクの吐出不良は全くなく、吐出性能の低下
は見られなかった。
【０２１０】一方、上記本発明のインクジェットヘッド
に対して配向制御層４０７を設けない点のみが異なるイ
ンクジェットヘッドを作製し、このインクジェットヘッ
ドの第１及び第２電極層４０６，４０９間に所定電圧を
印加して、振動層４０３における各圧力室４０２に対応
する部分の層厚方向の変位量を測定したところ、その変
位量のばらつきはσ＝５．８％であった。また、周波数
が２０ｋＨｚの２０Ｖ交流電圧を１０日間印加し続けた
ところ、全圧力室４０２のうちの約２５％の圧力室４０
２に対応する部分でインク吐出不良が発生した。これ
は、インクの詰まり等ではないことから、アクチュエー
タ部（圧電素子）の耐久性が低いと考えられる。
【０２１１】したがって、本実施形態のインクジェット
ヘッドは、上記実施形態２のインクジェットヘッドと同
様に、インク吐出性能のばらつきが少なくて耐久性に優
れていることが判る。
【０２１２】（実施形態４） 図１４は、本発明の実施形態に係るインクジェット式記
録装置２７を示し、このインクジェット式記録装置２７
は、上記実施形態２又は３で説明したものと同様のイン
クジェットヘッド２８を備えている。このインクジェッ
トヘッド２８において圧力室（上記実施形態２における
圧力室１０２や実施形態３における圧力室４０２）に連
通するように設けたノズル孔（上記実施形態２における
ノズル孔１０８や実施形態３におけるノズル孔４１０）
から該圧力室内のインクを記録媒体２９（記録紙等）に
吐出させて記録を行うように構成されている。
【０２１３】上記インクジェットヘッド２８は、主走査
方向Ｘに延びるキャリッジ軸３０に設けられたキャリッ
ジ３１に搭載されていて、このキャリッジ３１がキャリ
ッジ軸３０に沿って往復動するのに応じて主走査方向Ｘ
に往復動するように構成されている。このことで、キャ
リッジ３１は、インクジェットヘッド２８と記録媒体２
９とを主走査方向Ｘに相対移動させる相対移動手段を構
成することになる。
【０２１４】また、このインクジェット式記録装置２７
は、上記記録媒体２９をインクジェットヘッド２８の主
走査方向Ｘ（幅方向）と略垂直方向の副走査方向Ｙに移
動させる複数のローラ３２を備えている。このことで、
複数のローラ３２は、インクジェットヘッド２８と記録
媒体２９とを副走査方向Ｙに相対移動させる相対移動手
段を構成することになる。尚、図１４中、Ｚは上下方向
である。
【０２１５】そして、インクジェットヘッド２８がキャ
リッジ３１により主走査方向Ｘに移動しているときに、
インクジェットヘッド２８のノズル孔からインクを記録
媒体２９に吐出させ、この一走査の記録が終了すると、
上記ローラ３２により記録媒体２９を所定量移動させて
次の一走査の記録を行う。
【０２１６】したがって、このインクジェット式記録装
置２７は、上記実施形態２又は３と同様のインクジェッ
トヘッド２８を備えているので、良好な印字性能及び耐
久性を有している。
【０２１７】（実施形態５） 図１５及び図１６は、本発明の実施形態に係る角速度セ
ンサを示し、この角速度センサは、音叉型のものであっ
て、車両に搭載されるナビゲーション装置等に好適に用
いられるものである。
【０２１８】上記角速度センサは、厚み０．３ｍｍのシ
リコンウエハからなる基板５００を備えている（ガラス
基板や金属基板、セラミックス基板であってもよい）。
この基板５００は、固定部５００ａと、該固定部５００
ａから所定の方向（検出する角速度の回転中心軸が延び
る方向；本実施形態では、図１５に示すｙ方向）に延び
る一対の振動部５００ｂとを有している。これら固定部
５００ａ及び一対の振動部５００ｂは、基板５００の厚
み方向（図１５に示すｚ方向）から見て音叉状をなして
おり、一対の振動部５００ｂは音叉のアーム部に相当し
ていて、振動部５００ｂの幅方向に並んだ状態で互いに
平行に延びている。
【０２１９】上記基板５００の各振動部５００ｂ及び固
定部５００ａの振動部側の部分上には、第１の電極層５
０３と配向制御層５０４と圧電体層５０５と第２の電極
層５０６とが順に積層されている。尚、この角速度セン
サにおいても、上記基板５００と第１の電極層５０３と
の間に、上記実施形態１における圧電素子と同様に、密
着層を設けることが好ましい。
【０２２０】上記第１の電極層５０３、配向制御層５０
４、圧電体層５０５及び第２の電極層５０６の各構成材
料及び厚みは、上記実施形態１で説明した第１の電極層
１４、配向制御層１５、圧電体層１６及び第２の電極層
１７とそれぞれ同様である。また、配向制御層５０４及
び圧電体層５０５の構造も、配向制御層１５及び圧電体
層１６とそれぞれ同様であり、配向制御層５０４におけ
る第１の電極層５０３側の表面近傍部は、（１００）面
又は（００１）面配向の領域が第１の電極層５０３にお
ける配向制御層５０４側の表面部に位置するチタン上に
存在していて層厚方向と垂直な断面における上記領域の
面積が第１の電極層５０３側から圧電体層５０５側に向
かって大きくなる構造を有している。
【０２２１】上記第２の電極層５０６は、上記各振動部
５００ｂ上において、当該振動部５００ｂを振動部５０
０ｂの幅方向（図１５に示すｘ方向）に振動させるため
の２つの駆動電極５０７と、当該振動部５００ｂの厚み
方向（ｚ方向）の変形（たわみ）を検出するための１つ
の検出電極５０８とにパターン化されている。
【０２２２】上記２つの駆動電極５０７は、当該振動部
５００ｂの幅方向（ｘ方向）両端部上において、振動部
５００ｂの長さ方向（ｙ方向）全体に亘って設けられ、
各駆動電極５０７の固定部５００ａ側の端部は、固定部
５００ａ上に位置して接続端子５０７ａを構成してい
る。尚、各振動部５００ｂの幅方向一端部上に１つの駆
動電極５０７を設けるだけであってもよい。
【０２２３】一方、上記検出電極５０８は、当該振動部
５００ｂの幅方向中央部上において、振動部５００ｂの
長さ方向全体に亘って設けられ、上記駆動電極５０７と
同様に、検出電極５０８の固定部５００ａ側の端部は、
固定部５００ａ上に位置して接続端子５０８ａを構成し
ている。尚、各振動部５００ｂ上において複数の検出電
極５０８を設けてもよい。
【０２２４】尚、上記第１の電極層５０３は、固定部５
００ａ上における一対の振動部５００ｂ間の中央位置に
おいて、振動部５００ｂとは反対側に突出する接続端子
５０３ａを有している。
【０２２５】上記各振動部５００ｂ上における上記第１
の電極層５０３と２つの駆動電極５０７との間には、当
該振動部５００ｂがその幅方向に振動するように、振動
部５００ｂの固有振動と共振する周波数の電圧が印加さ
れるようになっている。すなわち、第１の電極層５０３
には、グランド電圧が印加される一方、２つの駆動電極
５０７には、正負が互いに逆の電圧が印加され、このこ
とで、各振動部５００ｂの幅方向一端部側が伸長すると
きには、他端部側が収縮して、該振動部５００ｂがその
他端部側に変形する。一方、各振動部５００ｂの幅方向
一端部側が収縮するときには、他端部側が伸長して、振
動部５００ｂがその一端部側に変形する。この動作を交
互に繰り返すことによって振動部５００ｂがその幅方向
に振動する。尚、各振動部５００ｂ上における２つの駆
動電極５０７のいずれか一方に電圧を印加するだけで
も、当該振動部５００ｂをその幅方向に振動させること
は可能である。そして、一対の振動部５００ｂは、各振
動部５００ｂの幅方向において互いに反対向きに変形
し、一対の振動部５００ｂ間の中央にあって該振動部５
００ｂの長さ方向に延びる中央線Ｌに対して対称に振動
するようになっている。
【０２２６】上記構成の角速度センサにおいて、一対の
振動部５００ｂをその幅方向（ｘ方向）に上記中央線Ｌ
に対して対称に振動させているときに、その中央線Ｌ回
りに角速度ωが加わると、２つ振動部５００ｂは、コリ
オリ力によって厚み方向（ｚ方向）にたわんで変形し
（一対の振動部５００ｂは互いに反対向きに同じ量たわ
む）、これにより、圧電体層５０５にもたわみが発生し
て、第１の電極層５０３と検出電極５０８との間には、
コリオリ力の大きさに応じた電圧が発生する。この電圧
の大きさ（コリオリ力）から角速度ωを検出することが
できる。
【０２２７】すなわち、コリオリ力Ｆｃは、各振動部５
００ｂの幅方向の速度をｖ、各振動部５００ｂの質量を
ｍとすると、 Ｆｃ＝２ｍｖω となるので、コリオリ力Ｆｃから角速度ωの値が分かる
ことになる。
【０２２８】次に、上記角速度センサの製造方法につい
て図１７及び図１８に基づいて説明する。
【０２２９】すなわち、図１７（ａ）に示すように、厚
み０．３ｍｍのφ４インチシリコンウエハ（平面図は図
１８参照）からなる基板５００を用意し、図１７（ｂ）
に示すように、この基板５００上に、２．１モル％のＴ
ｉを添加したイリジウム（Ｉｒ）からなる厚み０．２２
μｍの第１の電極層５０３をスパッタ法により形成す
る。この第１の電極層５０３は、基板５００を４００℃
に加熱しながら多元スパッタ装置を使用して、Ｔｉター
ゲット及びＩｒターゲットを用い、１Ｐａのアルゴンガ
ス中において８５Ｗ及び２００Ｗの高周波電力で１２分
間形成することにより得られる。この第１の電極層５０
３の表面部にはチタンが島状に点在するとともに、その
チタンの該表面からの突出量は２ｎｍよりも小さい。
【０２３０】続いて、図１７（ｃ）に示すように、上記
第１の電極層５０３上に、厚み０．０３μｍの配向制御
層５０４をスパッタ法により形成する。この配向制御層
５０４は、ランタンを１４モル％含有するＰＬＴに酸化
鉛（ＰｂＯ）を１２モル％過剰に加えて調合した焼結タ
ーゲットを用い、基板５００を温度６００℃に加熱しな
がら、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比Ａ
ｒ：Ｏ２＝１９：１）において、真空度０．８Ｐａ、高
周波電力３００Ｗの条件で１２分間形成することにより
得られる。この製造方法よれば、上記実施形態１で説明
したように、配向制御層５０４における第１の電極層５
０３側の表面近傍は、（１００）面又は（００１）面配
向の領域がチタン上に存在しかつ層厚方向と垂直な断面
における上記領域の面積が第１の電極層５０３側から上
側に向かって大きくなる。
【０２３１】次いで、図１７（ｄ）に示すように、上記
配向制御層５０４上に厚み３μｍの圧電体層５０５をス
パッタ法により形成する。この圧電体層５０５は、基板
５００を６１０℃に加熱しながらＰＺＴ（Ｚｒ／Ｔｉ＝
５３／４７）の焼結体ターゲットを用い、アルゴンと酸
素との混合雰囲気中（ガス体積比Ａｒ：Ｏ２＝１９：
１）において、真空度０．３Ｐａ、高周波電力２５０Ｗ
の条件で３時間形成することにより得られる。この圧電
体層５０５は菱面体晶系であり、上記実施形態１で説明
したように、（００１）面配向度が９０％以上となる。
【０２３２】続いて、図１７（ｅ）に示すように、上記
圧電体層５０５上に厚み０．２μｍの第２の電極層５０
６をスパッタ法により形成する。この第２の電極層５０
６は、Ｐｔターゲットを用いて、室温において１Ｐａの
アルゴンガス中で２００Ｗの高周波電力で１０分間形成
することにより得られる。
【０２３３】次いで、図１７（ｆ）及び図１８に示すよ
うに、上記第２の電極層５０６をパタ−ニングして駆動
電極５０７及び検出電極５０８を形成する。すなわち、
第２の電極層５０６上に感光樹脂を塗布し、この感光樹
脂に駆動電極５０７及び検出電極５０８のパタ−ンを露
光し、その後、露光していない部分の感光樹脂を除去
し、この感光樹脂を除去した部分における第２の電極層
５０６をエッチングにより除去し、次いで、駆動電極５
０７及び検出電極５０８上の感光樹脂を除去する。
【０２３４】上記第２の電極層５０６のパターンニング
後、同様の工程により圧電体層５０５、配向制御層５０
４及び第１の電極層５０３をパタ−ニングするととも
に、上記基板５００をパタ−ニングして固定部５００ａ
及び振動部５００ｂを形成する。こうして上記の角速度
センサが完成する。
【０２３５】尚、上記各層の成膜法はスパッタ法に限ら
ず、熱処理による結晶化工程なしに直接に結晶性薄膜を
形成する成膜法（例えばＣＶＤ法等）であればよい。
【０２３６】ここで、図１９及び図２０を参照しながら
従来の角速度センサについて説明する。
【０２３７】この従来の角速度センサは、厚み０．３ｍ
ｍの水晶からなる圧電体６００を備え、この圧電体６０
０が、本実施形態に係る角速度センサの基板５００と同
様に、固定部６００ａと該固定部６００ａからその一側
方に互いに平行に延びる一対の振動部６００ｂとを有し
ている。そして、上記各振動部６００ｂの厚み方向に対
向する両面には、当該振動部６００ｂをその幅方向に振
動させるための駆動電極６０３がそれぞれ１つずつ設け
られ、各振動部６００ｂの両側面には、当該振動部６０
０ｂの厚み方向の変形を検出するための検出電極６０７
がそれぞれ１つずつ設けられている。
【０２３８】そして、上記従来の角速度センサにおい
て、各振動部６００ｂにおける２つの駆動電極６０３間
に、当該振動部６００ｂの固有振動と共振する周波数の
電圧を印加して、本実施形態に係る角速度センサと同様
に、一対の振動部６００ｂをその幅方向に該一対の振動
部６００ｂ間の中央にある中央線Ｌに対して対称に振動
させる。このときに、その中央線Ｌ回りに角速度ωが加
わると、一対の振動部６００ｂは、コリオリ力によって
厚み方向にたわんで変形し、各振動部６００ｂにおける
２つの検出電極６０７間にコリオリ力の大きさに応じた
電圧が発生し、この電圧の大きさ（コリオリ力）から角
速度ωを検出することができる。
【０２３９】上記従来の角速度センサにおいては、水晶
からなる圧電体６００を用いるので、その圧電定数は−
３ｐＣ／Ｎとかなり低く、しかも固定部６００ａ及び振
動部６００ｂは機械加工により形成するため、小型化が
困難であり、寸法精度が低いという問題がある。
【０２４０】これに対し、本実施形態に係る角速度セン
サにおいては、角速度を検出する部分（振動部５００
ｂ）が、上記実施形態１と同様の構成の圧電素子で構成
されていることになるので、上記従来の角速度センサに
対して圧電定数を４０倍程度に大きくすることができ、
かなりの小型化を図ることができる。また、薄膜形成技
術を用いて微細加工を行うことができ、寸法精度を格段
に向上させることができる。さらに、工業的に量産して
も、特性の再現性が良好で、ばらつきが少なく、耐電圧
及び信頼性に優れる。
【０２４１】尚、本実施形態における角速度センサにお
いても、上記実施形態１における圧電素子と同様に、配
向制御層５０４は、ジルコニウムの含有量が０以上２０
モル％以下でありかつ鉛の含有量が化学量論組成と比較
して０を越え３０モル％以下過剰であるチタン酸ランタ
ンジルコン酸鉛、又は該チタン酸ランタンジルコン酸鉛
にマグネシウム及びマンガンの少なくとも一方を添加し
たものからなるものとする。このチタン酸ランタンジル
コン酸鉛におけるランタンの含有量は、０を越え２５モ
ル％以下であることが好ましく、チタン酸ランタンジル
コン酸鉛にマグネシウム及びマンガンの少なくとも一方
を添加する場合のトータル添加量は、０を越え１０モル
％以下であることが好ましい。
【０２４２】また、第１の電極層５０３は、チタン又は
酸化チタンを含有するとともに、白金、イリジウム、パ
ラジウム及びルテニウムの群から選ばれた少なくとも１
種の貴金属からなり、その貴金属に含有されたチタン又
は酸化チタンの含有量は０を越え３０モル％以下である
ことが望ましい。
【０２４３】さらに、圧電体層５０５は、ＰＺＴを主成
分とする圧電材料（ＰＺＴのみからなる圧電材料も含
む）で構成することが望ましい。
【０２４４】さらにまた、本実施形態における角速度セ
ンサにおいては、基板５００に一対の振動部５００ｂを
１組しか設けていないが、複数組設けて、種々の方向に
延びる複数軸回りの角速度を検出するようにしてもよ
い。
【０２４５】また、本実施形態における角速度センサに
おいては、基板５００の各振動部５００ｂ及び固定部５
００ａの振動部側の部分上に、第１の電極層５０３と配
向制御層５０４と圧電体層５０５と第２の電極層５０６
とを順に積層したが、これら各層を積層する箇所は、各
振動部５００ｂ上のみであってもよい。
【０２４６】加えて、上記実施形態では、本発明の圧電
素子を、インクジェットヘッド（インクジェット式記録
装置）及び角速度センサに適用したが、これら以外に
も、薄膜コンデンサー、不揮発性メモリ素子の電荷蓄積
キャパシタ、各種アクチュエータ、赤外センサー、超音
波センサー、圧力センサー、加速度センサー、流量セン
サー、ショックセンサー、圧電トランス、圧電点火素
子、圧電スピーカー、圧電マイクロフォン、圧電フィル
タ、圧電ピックアップ、音叉発振子、遅延線等にも適用
可能である。特に、ディスク装置（コンピュータの記憶
装置等として用いられるもの）における回転駆動される
ディスクに対して情報の記録又は再生を行うヘッドが基
板上に設けられたヘッド支持機構において、該基板上に
設けた薄膜圧電体素子によって、基板を変形させて該ヘ
ッドを変位させるディスク装置用薄膜圧電体アクチュエ
ータ（例えば特開２００１−３３２０４１号公報参照）
に好適である。つまり、上記薄膜圧電体素子は、上記実
施形態で説明したものと同様の構成の第１の電極層と配
向制御層と圧電体層と第２の電極層とが順に積層されて
なり、この第２の電極層が上記基板に接合されたもので
ある。
【０２４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧電素子
によると、電極層を、チタン又は酸化チタンを含有する
貴金属で構成しておき、この電極層上に、立方晶系又は
正方晶系の（１００）面又は（００１）面に優先配向し
たペロブスカイト型酸化物であってジルコニウムの含有
量が０以上２０モル％以下でありかつ鉛の含有量が化学
量論組成と比較して０を越え３０モル％以下過剰である
チタン酸ランタンジルコン酸鉛、又は該チタン酸ランタ
ンジルコン酸鉛にマグネシウム及びマンガンの少なくと
も一方を添加したものからなる配向制御層を形成し、こ
の配向制御層上に、圧電体層を形成するようにするとと
もに、この配向制御層を形成する際に、電極層における
配向制御層側の表面部に位置するチタン又は酸化チタン
を核にしてその上側に結晶成長させることにより、該配
向制御層を（１００）面又は（００１）面に優先配向さ
せるようにし、この配向制御層により圧電体層を（００
１）面に優先配向させるようにしたことにより、各層の
密着性並びに圧電体層の結晶構造び優先配向面を制御す
ることができるので、工業的に量産しても、圧電特性の
再現性、ばらつき、耐電圧及び信頼性の良好な圧電素子
が得られ、この圧電素子を用いる本発明のインクジェッ
トヘッド及びインクジェット式記録装置においても、イ
ンク吐出性能のばらつきが少なくて耐久性に優れたもの
とすることができる。
【０２４８】また、本発明の角速度センサにおいても、
角速度を検出する部分（振動部）が、上記と同様の構成
の圧電素子で構成されていることになるので、小型で寸
法精度が高く、しかも、工業的に量産しても、特性の再
現性が良好で、ばらつきが少なく、耐電圧及び信頼性の
良好な角速度センサが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る圧電素子を示す断面図
である。
【図２】配向制御層の構造を模式的に示す拡大断面図で
ある。
【図３】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド
の全体構成を示す斜視図である。
【図４】図３のインクジェットヘッドにおける圧力室部
材及びアクチュエータ部の要部を示す分解斜視図であ
る。
【図５】図３のインクジェットヘッドにおける圧力室部
材及びアクチュエータ部の要部を示す断面図である。
【図６】図３のインクジェットヘッドの製造方法におけ
る積層工程、圧力室用開口部の形成工程及び接着剤の付
着工程を示す図である。
【図７】図３のインクジェットヘッドの製造方法におけ
る、成膜後の基板と圧力室部材との接着工程及び縦壁の
形成工程を示す図である。
【図８】図３のインクジェットヘッドの製造方法におけ
る、基板（成膜用）及び密着層の除去工程並びに第１の
電極層の個別化工程を示す図である。
【図９】図３のインクジェットヘッドの製造方法におけ
る、配向制御層及び圧電体層の個別化工程並びに基板
（圧力室部材用）の切断工程を示す図である。
【図１０】図３のインクジェットヘッドの製造方法にお
ける、インク流路部材及びノズル板の生成工程、インク
流路部材とノズル板との接着工程、圧力室部材とインク
流路部材との接着工程及び完成したインクジェットヘッ
ドを示す図である。
【図１１】図３のインクジェットヘッドの製造方法にお
いて、成膜されたＳｉ基板と圧力室部材用のＳｉ基板と
の接着状態を示す平面図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る他のインクジェット
ヘッドにおける圧力室部材及びアクチュエータ部の要部
を示す断面図である。
【図１３】図１２のインクジェットヘッドの製造方法に
おける積層工程及び圧力室形成工程を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態に係るインクジェット式記
録装置を示す概略斜視図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る角速度センサを示す
概略斜視図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。
【図１７】図１５の角速度センサの製造方法を示す図で
ある。
【図１８】角速度センサの製造方法において、第２の電
極層をパターニングした状態を示す平面図である。
【図１９】水晶を用いた従来の角速度センサを示す概略
斜視図である。
【図２０】図１９のＸＸ−ＸＸ線断面図である。
【符号の説明】
１１ 基板 １２ 密着層 １４ 第１の電極層 １５ 配向制御層 １６ 圧電体層 １７ 第２の電極層 ２７ インクジェット式記録装置 ２８ インクジェットヘッド ２９ 記録媒体 ３１ キャリッジ（相対移動手段） Ａ 圧力室部材 １０２ 圧力室 １０３ 第１の電極層（個別電極） １０４ 配向制御層 １０８ ノズル孔 １１０ 圧電体層 １１１ 振動層 １１２ 第２の電極層（共通電極） １２０ 基板 １２１ 密着層 ４０１ 圧力室基板 ４０２ 圧力室 ４０３ 振動層 ４０４ 密着層 ４０６ 第１の電極層（共通電極） ４０７ 配向制御層 ４０８ 圧電体層 ４０９ 第２の電極層（個別電極） ４１０ ノズル孔 ５００ 基板 ５００ａ 固定部 ５００ｂ 振動部 ５０３ 第１の電極層 ５０４ 配向制御層 ５０５ 圧電体層 ５０６ 第２の電極層 ５０７ 駆動電極 ５０８ 検出電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｐ 9/04 Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｌ Ｈ０１Ｌ 41/08 41/18 １０１Ｚ 41/18 １０１Ｊ 41/187 41/08 Ｚ 41/22 41/22 Ｚ 41/24 Ａ (72)発明者 友澤 淳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 村田 晶子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 平澤 拓 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−3431（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−223779（ＪＰ，Ａ) Ｅ．Ｃａｔｔａｎ，Ｇ．Ｖｅｌｕ, Ｂ．Ｊａｂｅｒ，Ｄ．Ｒｅｍｉｅｎｓ, Ｂ．Ｔｈｉｅｒｒｙ，Ｓｔｒｕｃｔｕｒ ｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｐｂ（Ｚ ｒ，Ｔｉ）Ｏ３ Ｆｉｌｍｓ ｕｓｉｎ ｇ ＰｂＴｉＯ３ ｂｕｆｆｅｒ ｌａ ｙｅｒｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ｍ ａｇｎｅｔｒｏｎ ｓｐｕｔｔｅｒｉｎ ｇ，Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔ ｔ．，米国，Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｉｎｓ ｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ, 1997年 ３月31日，Ｖｏｌ．13，Ｎｏ. 70，ｐ．1718−1720 Ｋ．Ｉｓｈｉｋａｗａ，Ｋ．Ｓａｋｕ ｒａ，Ｄ．Ｆｕ，Ｓ．Ｙａｍａｄａ, Ｈ．Ｓｕｚｕｋｉ，Ｔ．Ｈａｙａｓｈ ｉ，Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＰｂＴｉＯ３ ｓｅｅｄｉｎｇ Ｌａｙｅｒ ｏｎ ｔｈｅ Ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ Ｓｏｌ− Ｇｅｌ−Ｄｅｒｉｖｅｄ Ｐｂ（Ｚｒ ０．53Ｔｉ０．47）Ｏ３ Ｔｈｉｎ Ｆ ｉｌｍ，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ ｓ．Ｐａｒｔ １，日本，応用物理学欧 文誌刊行会，1998年 ９月30日，Ｖｏ ｌ．37，Ｎｏ．９Ｂ，ｐ．5128−5131 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 41/09 B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/16 G01C 19/56 G01P 9/04 H01L 41/08 H01L 41/18 H01L 41/187 H01L 41/22 H01L 41/24

Claims (21)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板上に設けられた第１の電極層と、該第
    １の電極層上に設けられた配向制御層と、該配向制御層
    上に設けられた圧電体層と、該圧電体層上に設けられた
    第２の電極層とを備えた圧電素子であって、 上記第１の電極層は、チタン又は酸化チタンを含有する
    貴金属からなり、 上記配向制御層は、立方晶系又は正方晶系の（１００）
    面又は（００１）面に優先配向したペロブスカイト型酸
    化物であってジルコニウムの含有量が０以上２０モル％
    以下でありかつ鉛の含有量が化学量論組成と比較して０
    を越え３０モル％以下過剰であるチタン酸ランタンジル
    コン酸鉛、又は該チタン酸ランタンジルコン酸鉛にマグ
    ネシウム及びマンガンの少なくとも一方を添加したもの
    からなり、 上記圧電体層は、菱面体晶系又は正方晶系の（００１）
    面に優先配向したペロブスカイト型酸化物からなり、 上記配向制御層における少なくとも第１の電極層側の表
    面近傍部は、（１００）面又は（００１）面配向の領域
    が第１の電極層における配向制御層側の表面部に位置す
    るチタン又は酸化チタン上に存在しかつ層厚方向と垂直
    な断面における上記領域の面積が第１の電極層側から圧
    電体層側に向かって大きくなる構造を有していることを
    特徴とする圧電素子。
  2. 【請求項２】請求項１記載の圧電素子において、 チタン酸ランタンジルコン酸鉛におけるランタンの含有
    量が０を越え２５モル％以下であることを特徴とする圧
    電素子。
  3. 【請求項３】請求項１又は２記載の圧電素子において、 チタン酸ランタンジルコン酸鉛にマグネシウム及びマン
    ガンの少なくとも一方を添加する場合のトータル添加量
    は、０を越え１０モル％以下であることを特徴とする圧
    電素子。
  4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１つに記載の圧電
    素子において、 第１の電極層は、白金、イリジウム、パラジウム及びル
    テニウムの群から選ばれた少なくとも１種の貴金属から
    なり、該貴金属に含有されたチタン又は酸化チタンの含
    有量が０を越え３０モル％以下であることを特徴とする
    圧電素子。
  5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれか１つに記載の圧電
    素子において、 第１の電極層における配向制御層側の表面部に位置する
    チタン又は酸化チタンの該表面からの突出量が２ｎｍよ
    りも小さいことを特徴とする圧電素子。
  6. 【請求項６】請求項１〜５のいずれか１つに記載の圧電
    素子において、 圧電体層は、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電
    材料からなることを特徴とする圧電素子。
  7. 【請求項７】請求項１〜６のいずれか１つに記載の圧電
    素子において、 基板と第１の電極層との間に、該基板と第１の電極層と
    の密着性を高める密着層が設けられていることを特徴と
    する圧電素子。
  8. 【請求項８】第１の電極層と配向制御層と圧電体層と第
    ２の電極層とが順に積層されてなる圧電素子と、該圧電
    素子の第２の電極層側の面に設けられた振動層と、該振
    動層の圧電素子とは反対側の面に接合され、インクを収
    容する圧力室を有する圧力室部材とを備え、上記圧電素
    子の圧電体層の圧電効果により上記振動層を層厚方向に
    変位させて上記圧力室内のインクを吐出させるように構
    成されたインクジェットヘッドであって、 上記圧電素子の第１の電極層は、チタン又は酸化チタン
    を含有する貴金属からなり、 上記配向制御層は、立方晶系又は正方晶系の（１００）
    面又は（００１）面に優先配向したペロブスカイト型酸
    化物であってジルコニウムの含有量が０以上２０モル％
    以下でありかつ鉛の含有量が化学量論組成と比較して０
    を越え３０モル％以下過剰であるチタン酸ランタンジル
    コン酸鉛、又は該チタン酸ランタンジルコン酸鉛にマグ
    ネシウム及びマンガンの少なくとも一方を添加したもの
    からなり、 上記圧電体層は、菱面体晶系又は正方晶系の（００１）
    面に優先配向したペロブスカイト型酸化物からなり、 上記配向制御層における少なくとも第１の電極層側の表
    面近傍部は、（１００）面又は（００１）面配向の領域
    が第１の電極層における配向制御層側の表面部に位置す
    るチタン又は酸化チタン上に存在しかつ層厚方向と垂直
    な断面における上記領域の面積が第１の電極層側から圧
    電体層側に向かって大きくなる構造を有していることを
    特徴とするインクジェットヘッド。
  9. 【請求項９】第１の電極層と配向制御層と圧電体層と第
    ２の電極層とが順に積層されてなる圧電素子と、該圧電
    素子の第１の電極層側の面に設けられた振動層と、該振
    動層の圧電素子とは反対側の面に接合され、インクを収
    容する圧力室を有する圧力室部材とを備え、上記圧電素
    子の圧電体層の圧電効果により上記振動層を層厚方向に
    変位させて上記圧力室内のインクを吐出させるように構
    成されたインクジェットヘッドであって、 上記圧電素子の第１の電極層は、チタン又は酸化チタン
    を含有する貴金属からなり、 上記配向制御層は、立方晶系又は正方晶系の（１００）
    面又は（００１）面に優先配向したペロブスカイト型酸
    化物であってジルコニウムの含有量が０以上２０モル％
    以下でありかつ鉛の含有量が化学量論組成と比較して０
    を越え３０モル％以下過剰であるチタン酸ランタンジル
    コン酸鉛、又は該チタン酸ランタンジルコン酸鉛にマグ
    ネシウム及びマンガンの少なくとも一方を添加したもの
    からなり、 上記圧電体層は、菱面体晶系又は正方晶系の（００１）
    面に優先配向したペロブスカイト型酸化物からなり、 上記配向制御層における少なくとも第１の電極層側の表
    面近傍部は、（１００）面又は（００１）面配向の領域
    が第１の電極層における配向制御層側の表面部に位置す
    るチタン又は酸化チタン上に存在しかつ層厚方向と垂直
    な断面における上記領域の面積が第１の電極層側から圧
    電体層側に向かって大きくなる構造を有していることを
    特徴とするインクジェットヘッド。
  10. 【請求項１０】固定部と、該固定部から所定の方向に延
    びる少なくとも一対の振動部とを有する基板を備え、該
    基板の少なくとも各振動部上に、第１の電極層と配向制
    御層と圧電体層と第２の電極層とが順に積層されてお
    り、該各振動部上における第２の電極層が、当該振動部
    を振動部の幅方向に振動させるための少なくとも１つの
    駆動電極と、当該振動部の厚み方向の変形を検出するた
    めの少なくとも１つの検出電極とにパターン化された角
    速度センサであって、 上記第１の電極層は、チタン又は酸化チタンを含有する
    貴金属からなり、 上記配向制御層は、立方晶系又は正方晶系の（１００）
    面又は（００１）面に優先配向したペロブスカイト型酸
    化物であってジルコニウムの含有量が０以上２０モル％
    以下でありかつ鉛の含有量が化学量論組成と比較して０
    を越え３０モル％以下過剰であるチタン酸ランタンジル
    コン酸鉛、又は該チタン酸ランタンジルコン酸鉛にマグ
    ネシウム及びマンガンの少なくとも一方を添加したもの
    からなり、 上記圧電体層は、菱面体晶系又は正方晶系の（００１）
    面に優先配向したペロブスカイト型酸化物からなり、 上記配向制御層における少なくとも第１の電極層側の表
    面近傍部は、（１００）面又は（００１）面配向の領域
    が第１の電極層における配向制御層側の表面部に位置す
    るチタン又は酸化チタン上に存在しかつ層厚方向と垂直
    な断面における上記領域の面積が第１の電極層側から圧
    電体層側に向かって大きくなる構造を有していることを
    特徴とする角速度センサ。
  11. 【請求項１１】請求項１０記載の角速度センサにおい
    て、 チタン酸ランタンジルコン酸鉛におけるランタンの含有
    量が０を越え２５モル％以下であることを特徴とする角
    速度センサ。
  12. 【請求項１２】請求項１０又は１１記載の角速度センサ
    において、 チタン酸ランタンジルコン酸鉛にマグネシウム及びマン
    ガンの少なくとも一方を添加する場合のトータル添加量
    は、０を越え１０モル％以下であることを特徴とする角
    速度センサ。
  13. 【請求項１３】請求項１０〜１２のいずれか１つに記載
    の角速度センサにおいて、 第１の電極層は、白金、イリジウム、パラジウム及びル
    テニウムの群から選ばれた少なくとも１種の貴金属から
    なり、該貴金属に含有されたチタン又は酸化チタンの含
    有量が０を越え３０モル％以下であることを特徴とする
    角速度センサ。
  14. 【請求項１４】請求項１０〜１３のいずれか１つに記載
    の角速度センサにおいて、 第１の電極層における配向制御層側の表面部に位置する
    チタン又は酸化チタンの該表面からの突出量が２ｎｍよ
    りも小さいことを特徴とする角速度センサ。
  15. 【請求項１５】請求項１０〜１４のいずれか１つに記載
    の角速度センサにおいて、 圧電体層は、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電
    材料からなることを特徴とする角速度センサ。
  16. 【請求項１６】請求項１０〜１５のいずれか１つに記載
    の角速度センサにおいて、 基板と第１の電極層との間に、該基板と第１の電極層と
    の密着性を高める密着層が設けられていることを特徴と
    する角速度センサ。
  17. 【請求項１７】基板上に、チタン又は酸化チタンを含有
    する貴金属からなる第１の電極層をスパッタ法により形
    成する工程と、上記第１の電極層上に、立方晶系又は正
    方晶系のペロブスカイト型酸化物からなる配向制御層を
    スパッタ法により形成する工程と、上記配向制御層上
    に、菱面体晶系又は正方晶系のペロブスカイト型酸化物
    からなる圧電体層をスパッタ法により形成する工程と、
    上記圧電体層上に第２の電極層を形成する工程とを含む
    圧電素子の製造方法であって、上記配向制御層は、ジルコニウムの含有量が０以上２０
    モル％以下でありかつ鉛の含有量が化学量論組成と比較
    して０を越え３０モル％以下過剰であるチタン酸ランタ
    ンジルコン酸鉛、又は該チタン酸ランタンジルコン酸鉛
    にマグネシウム及びマンガンの少なくとも一方を添加し
    たものからなり、 上記配向制御層を形成する工程は、上記第１の電極層に
    おける配向制御層側の表面部に位置するチタン又は酸化
    チタンを核にしてその上側に結晶成長させることによ
    り、該配向制御層を（１００）面又は（００１）面に優
    先配向させる工程であり、 上記圧電体層を形成する工程は、上記配向制御層によ
    り、該圧電体層を（００１）面に優先配向させる工程で
    あることを特徴とする圧電素子の製造方法。
  18. 【請求項１８】 第１の電極層と配向制御層と圧電体層
    と第２の電極層とが順に積層されてなる圧電素子を備
    え、該圧電素子の圧電体層の圧電効果により振動層を層
    厚方向に変位させて圧力室内のインクを吐出させるよう
    に構成されたインクジェットヘッドの製造方法であっ
    て、 基板上に、チタン又は酸化チタンを含有する貴金属から
    なる第１の電極層をスパッタ法により形成する工程と、 上記第１の電極層上に、立方晶系又は正方晶系のペロブ
    スカイト型酸化物からなる配向制御層をスパッタ法によ
    り形成する工程と、 上記配向制御層上に、菱面体晶系又は正方晶系のペロブ
    スカイト型酸化物からなる圧電体層をスパッタ法により
    形成する工程と、 上記圧電体層上に第２の電極層を形成する工程と、 上記第２の電極層上に、振動層を形成する工程と、 上記振動層の第２の電極層とは反対側の面に、圧力室を
    形成するための圧力室部材を接合する工程と、 上記接合工程後に、上記基板を除去する工程とを含み、上記配向制御層は、ジルコニウムの含有量が０以上２０
    モル％以下でありかつ鉛の含有量が化学量論組成と比較
    して０を越え３０モル％以下過剰であるチタン酸ランタ
    ンジルコン酸鉛、又は該チタン酸ランタンジルコン酸鉛
    にマグネシウム及びマンガンの少なくとも一方を添加し
    たものからなり、 上記配向制御層を形成する工程は、上記第１の電極層に
    おける配向制御層側の表面部に位置するチタン又は酸化
    チタンを核にしてその上側に結晶成長させることによ
    り、該配向制御層を（１００）面又は（００１）面に優
    先配向させる工程であり、 上記圧電体層を形成する工程は、上記配向制御層によ
    り、該圧電体層を（００１）面に優先配向させる工程で
    あることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方
    法。
  19. 【請求項１９】 第１の電極層と配向制御層と圧電体層
    と第２の電極層とが順に積層されてなる圧電素子を備
    え、該圧電素子の圧電体層の圧電効果により振動層を層
    厚方向に変位させて圧力室内のインクを吐出させるよう
    に構成されたインクジェットヘッドの製造方法であっ
    て、 圧力室を形成するための圧力室基板上に、振動層を形成
    する工程と、 上記振動層上に、チタン又は酸化チタンを含有する貴金
    属からなる第１の電極層をスパッタ法により形成する工
    程と、 上記第１の電極層上に、立方晶系又は正方晶系のペロブ
    スカイト型酸化物からなる配向制御層をスパッタ法によ
    り形成する工程と、 上記配向制御層上に、菱面体晶系又は正方晶系のペロブ
    スカイト型酸化物からなる圧電体層をスパッタ法により
    形成する工程と、 上記圧電体層上に第２の電極層を形成する工程と、 上記圧力室基板に、圧力室を形成する工程とを含み、上記配向制御層は、ジルコニウムの含有量が０以上２０
    モル％以下でありかつ鉛の含有量が化学量論組成と比較
    して０を越え３０モル％以下過剰であるチタン酸ランタ
    ンジルコン酸鉛、又は該チタン酸ランタンジルコン酸鉛
    にマグネシウム及びマンガンの少なくとも一方を添加し
    たものからなり、 上記配向制御層を形成する工程は、上記第１の電極層に
    おける配向制御層側の表面部に位置するチタン又は酸化
    チタンを核にしてその上側に結晶成長させることによ
    り、該配向制御層を（１００）面又は（００１）面に優
    先配向させる工程であり、 上記圧電体層を形成する工程は、上記配向制御層によ
    り、該圧電体層を（００１）面に優先配向させる工程で
    あることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方
    法。
  20. 【請求項２０】 固定部と、該固定部から所定の方向に
    延びる少なくとも一対の振動部とを有する基板を備え、
    該基板の少なくとも各振動部上に、第１の電極層と配向
    制御層と圧電体層と第２の電極層とが順に積層されてお
    り、該各振動部上における第２の電極層が、当該振動部
    を振動部の幅方向に振動させるための少なくとも１つの
    駆動電極と、当該振動部の厚み方向の変形を検出するた
    めの少なくとも１つの検出電極とにパターン化された角
    速度センサの製造方法であって、 基板上に、チタン又は酸化チタンを含有する貴金属から
    なる第１の電極層をスパッタ法により形成する工程と、 上記第１の電極層上に、立方晶系又は正方晶系のペロブ
    スカイト型酸化物からなる配向制御層をスパッタ法によ
    り形成する工程と、 上記配向制御層上に、菱面体晶系又は正方晶系のペロブ
    スカイト型酸化物からなる圧電体層をスパッタ法により
    形成する工程と、 上記圧電体層上に、第２の電極層を形成する工程と、 上記第２の電極層をパタ−ニングして上記駆動電極及び
    検出電極を形成する工程と、 上記圧電体層、配向制御層及び第１の電極層をパタ−ニ
    ングする工程と、 上記基板をパタ−ニングして上記固定部及び振動部を形
    成する工程とを含み、上記配向制御層は、ジルコニウムの含有量が０以上２０
    モル％以下でありかつ鉛の含有量が化学量論組成と比較
    して０を越え３０モル％以下過剰であるチタン酸ランタ
    ンジルコン酸鉛、又は該チタン酸ランタンジルコン酸鉛
    にマグネシウム及びマンガンの少なくとも一方を添加し
    たものからなり、 上記配向制御層を形成する工程は、上記第１の電極層に
    おける配向制御層側の表面部に位置するチタン又は酸化
    チタンを核にしてその上側に結晶成長させることによ
    り、該配向制御層を（１００）面又は（００１）面に優
    先配向させる工程であり、 上記圧電体層を形成する工程は、上記配向制御層によ
    り、該圧電体層を（００１）面に優先配向させる工程で
    あることを特徴とする角速度センサの製造方法。
  21. 【請求項２１】 請求項８又は９記載のインクジェット
    ヘッドと、 上記インクジェットヘッドと記録媒体とを相対移動させ
    る相対移動手段とを備え、 上記相対移動手段によりインクジェットヘッドが記録媒
    体に対して相対移動しているときに、該インクジェット
    ヘッドにおいて圧力室に連通するように設けたノズル孔
    から該圧力室内のインクを記録媒体に吐出させて記録を
    行うように構成されていることを特徴とするインクジェ
    ット式記録装置。
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