JP5858183B2 - 圧電素子、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、一対の電極および電極に接続された配線を有する圧電素子、この圧電素子を備えた液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置に関する。

チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等に代表される結晶を含む圧電体は、自発分極、高誘電率、電気光学効果、圧電効果、焦電効果等を有しているため、圧電素子等の広範なデバイスに応用されている。圧電効果を利用する場合、圧電素子に一対の電極を形成し、電極間に電圧を印加することにより、電圧に応じて圧電体を変形させる。ここで、圧電素子の電極には、駆動回路等との接続を取るための配線が接続される。
また、液体としてのインクを吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧電素子により変形させ、圧力発生室のインクを加圧してノズル開口からインクを吐出させる液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッドおよび液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置が知られている。

圧電素子は、例えば、湿気等の外部環境に起因して破壊され易いという問題を有する。このような圧電素子の破壊を防止する構造として、圧電素子を構成する上電極の上面の少なくとも周縁および圧電体層の側面を覆うように、保護膜としての絶縁体膜を設け、保護膜に設けられた開口部を介して配線としてのリード電極を上電極に接続した圧電素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。
圧電素子の電極の表面に、保護膜、圧電体層等が形成されている場合、開口部を介して配線を電極に接続する必要がある。開口部の形成は、エッチングによって少なくとも電極が露出するまで行い、開口部の内面を配線で覆うことによって配線と電極とを接触させて接続する。また、電極は、材料の使用を抑えて製造コストを低減するために、数十ｎｍ〜数百ｎｍ程度の厚さに形成される。

特開２００７−１１８１９３号公報

開口部をエッチングによって形成する際、保護膜、圧電体層および電極の厚みの面内ばらつき、エッチングのばらつきを考慮して、電極を確実に露出させるために、オーバーエッチング気味にエッチングを行なう。
このとき、電極が完全に除去されて開口部が電極を貫通する場所では、電極の貫通孔の側面と配線との接触となる。薄く形成された電極では、配線と接触する電極の貫通孔の側面の面積が狭くなる。電極と配線との接触面積が小さくなると、接触抵抗が高くなり、接触面での電圧降下により所定の電圧が印加されなかったり、発熱してさらに高抵抗になったり、破壊したりする。したがって、配線に印加する電圧に応じて機能する圧電素子を得るのが困難になり、安定した液体の噴射を行なう液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置を得るのが困難になる。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
基板上に形成された下電極と、前記下電極上に形成された圧電体層と、前記圧電体層上に形成された上電極と、前記下電極または前記上電極のいずれか一方の電極に接続された配線を有する圧電素子であって、前記電極には貫通孔が形成され、前記配線は、前記貫通孔の側面で前記電極と接触し、前記側面で接触する前記電極と前記配線とが同じ金属を含んでいることを特徴とする圧電素子。

この適用例によれば、電極に形成された貫通孔の側面で電極と配線とが接触し、接触面である側面で、電極の側面に含まれる金属と同じ金属を配線が含んでいる。異種金属が接触している場合と比較して、同種の金属が接触している場合は、接触による電位差の発生が少なくなるほか、接触面の荒さ、酸化皮膜等も同等になり、接触抵抗が低くなる。したがって、接触抵抗による電圧降下および発熱を低減でき、配線に印加する電圧に応じて機能する圧電素子が得られる。

［適用例２］
上記圧電素子において、前記金属は、イリジウムであることを特徴とする圧電素子。
この適用例では、イリジウムを含んだ電極を備えた圧電素子で前述の効果が得られる。

［適用例３］
上記圧電素子において、前記配線は、前記側面で前記電極と接触する接続層を有し、前記接続層は、前記貫通孔内および前記貫通孔の周辺に形成され、イリジウムを含んでいることを特徴とする圧電素子。
この適用例では、イリジウムを含んだ接続層は応力が大きいが、接続層が貫通孔内および貫通孔の周辺にしか形成されていないので、応力による配線の剥離を抑えた圧電素子が得られる。

［適用例４］
上記記載の圧電素子と、液体を吐出するノズルに連通した圧力発生室と、前記圧電素子と該圧力室との間に介在する振動板と、を備える液体噴射ヘッド。

この適用例によれば、液体噴射ヘッドは、接触抵抗による電圧降下および発熱が低減され、配線に印加する電圧に応じて所定量変形する圧電素子を備えている。したがって、振動板が圧電素子により所定量変形され、圧力発生室の液体が安定して加圧され、ノズル開口からの液体の噴射が安定し、安定した液体の噴射を行なう液体噴射ヘッドが得られる。
ここで、所定量変形されとは、配線に印加する電圧に応じて、設計上要求される変形量変形することをいう。

［適用例５］
上記に記載の液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置。

この適用例によれば、液体噴射装置は、安定した液体の噴射を行なう液体噴射ヘッドを備えている。したがって、安定した液体の噴射を行なう液体噴射装置が得られる。

第１実施形態におけるインクジェット式記録装置の一例を示す概略斜視図。 インクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解部分斜視図。 （ａ）はインクジェット式記録ヘッドの部分平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ部分断面図。 開口部付近の部分拡大断面図。 第２実施形態におけるインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解部分斜視図。 （ａ）はインクジェット式記録ヘッドの部分平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ部分断面図。 開口部付近の部分拡大断面図。

以下、実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
（第１実施形態）
図１は、本実施形態における液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置１０００の一例を示す概略斜視図である。インクジェット式記録装置１０００は、液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド１を備えている。
図１において、インクジェット式記録装置１０００は、記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂを備えている。記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂには、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａおよび２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａおよび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。

記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物およびカラーインク組成物を吐出する。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および１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動する。
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上を搬送されるようになっている。

記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂは、インクジェット式記録ヘッド１を記録シートＳに対向する位置に備えている。図では、インクジェット式記録ヘッド１は、記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂの記録シートＳ側に位置しており、直接図示されていない。

図２に、本実施形態にかかるインクジェット式記録ヘッド１を示す分解部分斜視図を示した。インクジェット式記録ヘッド１の形状は略直方体であり、図２は、インクジェット式記録ヘッド１の長手方向（図中の白抜き矢印方向）に直交する面で切断した分解部分斜視図である。
また、図３（ａ）には、インクジェット式記録ヘッド１の部分平面図を、（ｂ）には、（ａ）におけるＡ−Ａ部分断面図を示した。

図２および図３において、インクジェット式記録ヘッド１は、流路形成基板１０とノズルプレート２０と保護基板３０とコンプライアンス基板４０と駆動回路２００とを備えている。
流路形成基板１０とノズルプレート２０と保護基板３０とは、流路形成基板１０をノズルプレート２０と保護基板３０とで挟むように積み重ねられ、保護基板３０上には、コンプライアンス基板４０が形成されている。

流路形成基板１０は、面方位（１１０）のシリコン単結晶板からなる。流路形成基板１０には、異方性エッチングによって、複数の圧力発生室１２が列をなすように形成されている。圧力発生室１２のインクジェット式記録ヘッド１の幅方向の断面形状は台形状で、圧力発生室１２は、インクジェット式記録ヘッド１の幅方向に長く形成されている。

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、さらに、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２に設けられた液体供給路としてのインク供給路１４を介して連通されている。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。

ノズルプレート２０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、外部と連通するノズル開口２１が穿設されている。
なお、ノズルプレート２０は、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板または不錆鋼などからなる。
流路形成基板１０とノズルプレート２０とは、マスク膜５１を介して、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。マスク膜５１は、窒化シリコン（ＳｉＮ）等からなり、マスク膜５１を介して流路形成基板１０を異方性エッチングすることにより、流路形成基板１０に圧力発生室１２、連通部１３およびインク供給路１４等を形成する。

流路形成基板１０のノズルプレート２０が固着された面と対向する面には、振動板を構成する弾性膜５０が形成されている。弾性膜５０は、熱酸化により形成された酸化膜からなる。
流路形成基板１０の弾性膜５０上には、酸化ジルコニウム膜からなる絶縁体膜５５が形成されている。絶縁体膜５５は、例えば、以下のようにして形成する。
まず、ジルコニウム膜を形成する。ジルコニウム膜は、スパッタリング法等により形成できる。ジルコニウム膜を５００〜１２００℃の拡散炉で熱酸化することにより酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成する。

また、基板としての振動板の絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．０１〜０．１０μｍの下電極６０と、厚さが例えば、約０．５〜５μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０１μｍの上電極８０とからなる圧電素子３００が形成されている。

一般的には、圧電素子３００のいずれか一方の電極を共通電極とし、他方の電極を圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされたいずれか一方の電極および圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。また、圧電素子３００と圧電素子３００の駆動により変位が生じる弾性膜５０および絶縁体膜５５とを合わせて圧電アクチュエーターと称する。
本実施形態における圧電素子３００は、下電極６０が個別電極で、上電極８０が共通電極となっている。下電極６０の表面には、圧電体層７０が連続的に形成されている。また、圧電体能動部の間には、圧電体層７０が除去された領域７１が形成され、圧電素子３００の間は、振動板のみの薄肉部となり、振動板が変形しやすい構造となっている。

以下に、本実施形態に係る圧電素子３００の構造について詳しく説明する。
図３（ａ）において、圧電素子３００を構成する下電極６０は、各圧力発生室１２に対向する領域毎に設けられて各圧電素子３００の個別電極を構成している。下電極６０には、圧力発生室１２の外側の領域で、例えば、配線としての下電極用リード電極９０がそれぞれ接続され、上電極８０には、上電極用リード電極９１が接続されており、下電極用リード電極９０を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加されるようになっている。一方、圧力発生室１２の長手方向他端部側の下電極６０の端部は、圧力発生室１２に対向する領域内に位置している。
下電極６０は、少なくともイリジウム（Ｉｒ）を含み、白金（Ｐｔ）等の金属や、ニッケル酸ランタン（ＬＮＯ）、ルテニウム酸ストロンチウム（ＳｒＲｕＯ）等の金属酸化物を含んでいてもよい。下電極６０は、下電極膜を絶縁体膜５５の表面に形成後、所定形状にパターニングすることにより得られる。下電極６０の厚みは、電極材料の抵抗値によって異なる。

圧電体層７０は、下電極６０の圧力発生室１２の長手方向の幅よりも広い幅で設けられている。圧力発生室１２の長手方向においては、圧電体層７０の両端部は、圧力発生室１２の端部の外側まで延設されている。すなわち圧電体層７０は、圧力発生室１２に対向する領域の下電極６０の上面および端面を完全に覆うように設けられている。

圧電体層７０としては、一般式ＡＢＯ₃で示されるペロブスカイト型酸化物を好適に用いることができる。具体的には、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃）（以下、「ＰＺＴ」と略す。）、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｂ）Ｏ₃）（以下、「ＰＺＴＮ（登録商標）」と略すことがある。）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃）およびニオブ酸カリウムナトリウム（（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ₃）などが挙げられる。圧電体層７０は、下電極６０および上電極８０によって電圧が印加されることで伸縮変形し、機械的な出力を行うことができる。

圧電体層７０の製造方法としては、金属有機物を触媒に溶解・分散したいわゆるゾル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膜を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いることができる。
なお、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。さらに、これらの液相法による圧電体膜の製造方法に限定されず、スパッタリングなどの蒸着法を用いた圧電体膜の製造方法であってもよい。

ゾル−ゲル法を詳しく説明すると、まず金属有機化合物を含むゾル（溶液）を塗布する。次いで、塗布により得られる圧電体前駆体膜を、所定温度に加熱して一定時間乾燥させ、ゾルの溶媒を蒸発させることで圧電体前駆体膜を乾燥させる。さらに、大気雰囲気下において一定の温度で一定時間、圧電体前駆体膜を脱脂する。
なお、ここで言う脱脂とは、ゾル膜の有機成分を、例えば、ＮＯ₂、ＣＯ₂、Ｈ₂Ｏ等として離脱させることである。

このような塗布・乾燥・脱脂の工程を、所定回数、例えば、２回繰り返すことで、圧電体前駆体膜を所定厚に形成し、この圧電体前駆体膜を拡散炉等で加熱処理することによって結晶化させて圧電体膜を形成する。すなわち、圧電体前駆体膜を焼成することで結晶が成長して圧電体膜が形成される。
焼成温度は、６５０〜８５０℃程度であることが好ましく、例えば、約７００℃で３０分間、圧電体前駆体膜を焼成して圧電体膜を形成する。このような条件で形成した圧電体膜の結晶は（１００）面に優先配向する。
上述した塗布・乾燥・脱脂・焼成の工程を、複数回繰り返すことにより、多層の圧電体膜からなる所定厚さの圧電体膜を形成する。圧電体膜を形成した後は、所定形状にパターニングして圧電体層７０を得る。

圧電体膜の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛等の強誘電性圧電材料に、ニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマスまたはイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等を用いてもよい。また、鉛を圧電材料に含まない、いわゆる非鉛の圧電材料を用いてもよい。

上電極８０は、複数の圧力発生室１２に対向し、長手方向に垂直な方向に連続的に形成され、また圧力発生室１２の長手方向両端部の圧電体膜上でパターニングされている。上電極８０は、例えば、上電極膜を圧電体層７０に形成し、パターニングして上電極８０を得る。上電極膜は、スパッタリング法、例えば、ＤＣまたはＲＦスパッタリング法によって形成できる。
上電極８０の厚みは、例えば２〜１０ｎｍで、イリジウムまたは白金から選ばれる少なくともひとつを含むのが好ましい。

本実施形態では、圧電体層７０に形成された開口部７２を介して下電極用リード電極９０が下電極６０に接続されている。
図４に、開口部７２付近の部分拡大断面図を示した。
図３および図４において、開口部７２は、圧電体層７０および下電極６０を貫通して絶縁体膜５５まで形成されている。したがって、下電極６０には、貫通孔６１が形成されている。
本実施形態における開口部７２の開口７３は、下電極６０に向かうほど、開口の大きさが小さくなり、側面７４が下電極６０の表面に対して傾斜している。
一方、下電極用リード電極９０は、接続層９６と密着層９０１と導電層９０２とを備えている。

下電極用リード電極９０は、開口部７２を埋めるように形成されている。
貫通孔６１および開口部７２の開口７３の周りと側面７４には、下電極６０を構成するイリジウムを含む接続層９６が形成され、接続層９６を覆うように密着層９０１が形成されている。この密着層９０１の上に、導電層９０２が形成されている。
接続層９６は、少なくとも側面７４に露出する下電極６０の側面６１０と密着層９０１との間に形成されている。したがって、接続層９６は、貫通孔６１内および貫通孔６１の周辺に形成されている。
一方、上電極８０に接続される上電極用リード電極９１は、上電極８０の表面に形成されている膜が存在しないので、上電極８０に直接形成できる。

図３（ｂ）において、圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、保護基板３０が接着剤３５によって接着されている。
図２および図３において、保護基板３０は、圧電素子３００に対向する領域に、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を確保した状態の圧電素子保持部３１を有する。
なお、本実施形態では、各圧電素子保持部３１は、各圧力発生室１２の列に対応する領域に一体的に設けられているが、圧電素子３００毎に独立して設けられていてもよい。
保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることがより好ましく、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する。

また、保護基板３０には、流路形成基板１０の連通部１３に対応する領域にリザーバー部３２が設けられている。このリザーバー部３２は、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の列に沿って設けられており、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マニホールド１３０を構成している。

下電極用リード電極９０および上電極用リード電極９１の延設された先端部は、保護基板３０に形成された貫通孔３３の底部に露出している。下電極用リード電極９０および上電極用リード電極９１の先端部は、圧電素子３００を駆動する駆動回路２００と接続配線２１０を介して接続されている。

保護基板３０上には、封止膜４１および固定板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（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバー部３２の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成されている。この固定板４２のマニホールド１３０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、マニホールド１３０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。

インクジェット式記録ヘッド１では、カートリッジ２Ａおよび２Ｂからインクを取り込み、マニホールド１３０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２００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下電極６０と上電極８０との間に電圧が印加される。電圧の印加によって、弾性膜５０および圧電体層７０がたわみ変形し、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する。

このような本実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）下電極６０に形成された貫通孔６１の側面６１０で下電極６０と下電極用リード電極９０とが接触し、接触面である側面６１０で、下電極用リード電極９０が下電極６０の側面６１０に含まれるイリジウムを含んでいる。異種金属が接触している場合と比較して、同種の金属が接触している場合は、接触抵抗が低くなる。したがって、接触抵抗による電圧降下および発熱を低減でき、下電極用リード電極９０に印加する電圧に応じて機能する圧電素子３００を得ることができる。

（２）開口部７２の側面７４が、下電極６０の表面に対して傾斜していることにより、側面６１０の面積がより広くなるので、側面６１０で接触する下電極６０と下電極用リード電極９０との接触面積もより広くでき、接触抵抗をより低下できる。したがって、接触抵抗による電圧降下および発熱がより低減でき、下電極用リード電極９０に印加する電圧に応じてより所定量変形する圧電素子３００を得ることができる。

（３）イリジウムを含んだ接続層９６は応力が大きいが、接続層９６が貫通孔６１内および貫通孔６１の周辺にしか形成されていないので、応力による剥離を抑えた圧電素子３００を得ることができる。

（４）インクジェット式記録ヘッド１は、接触抵抗による電圧降下および発熱が低減され、下電極用リード電極９０に印加する電圧に応じて所定量変形する圧電素子３００を備えている。したがって、弾性膜５０が圧電素子３００により所定量変形され、圧力発生室１２のインクを安定して加圧でき、ノズル開口２１からのインクの吐出が安定し、安定したインクの吐出を行なうインクジェット式記録ヘッド１を得ることができる。

（５）インクジェット式記録装置１０００は、安定したインクの吐出を行なうインクジェット式記録ヘッド１を備えている。したがって、安定したインクの吐出を行なうインクジェット式記録装置１０００を得ることができる。

（第２実施形態）
図５に、本実施形態にかかるインクジェット式記録ヘッド２を示す分解部分斜視図を示した。また、図６（ａ）に、本実施形態におけるインクジェット式記録ヘッド２の部分平面図、（ｂ）に（ａ）におけるＢ−Ｂ部分断面図を示した。
本実施形態と第１実施形態とは、圧電素子３１０の構造が主に異なる。本実施形態の圧電素子３１０は、下電極６２を共通電極とし、上電極８１を個別電極としている。その他同一の部材等には、同じ符号を付して説明も省略する。本実施形態では、上電極８１は、少なくともイリジウムを含んでいる。

図５および図６において、圧電素子３１０を構成する下電極６２は、複数の圧力発生室１２に対向する領域に連続的に形成されている。
また、圧電体層７５および上電極８１は、圧力発生室１２ごとに形成されている。ここで、圧電素子３１０を構成する下電極６２、圧電体層７５および上電極８１は、耐湿性を有する絶縁材料からなる保護膜１００によって覆われている。
このように圧電素子３１０を保護膜１００で覆うことにより、大気中の水分等に起因する圧電素子３１０の破壊を防止できる。ここで、このような保護膜１００材料としては、耐湿性を有する材料であればよいが、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ_X）、酸化タンタル（ＴａＯ_X）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ_X）等の無機絶縁材料を用いるのが好ましく、特に、無機アモルファス材料である酸化アルミニウム（ＡｌＯ_X）、例えば、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）を用いるのが好ましい。保護膜１００の材料として酸化アルミニウムを用いた場合、保護膜１００の膜厚を１００ｎｍ程度と比較的薄くしても、高湿度環境下での水分透過を十分に防ぐことができる。

なお、本実施形態では、保護膜１００を図６（ａ）に示すように、複数の圧電素子３１０に亘って連続して設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、保護膜１００を圧電素子３１０毎に設けるようにしてもよい。

この保護膜１００上には、例えば、イリジウムを含む上電極用リード電極９３が設けられている。上電極用リード電極９３は、保護膜１００および上電極８１に形成された開口部１１０を介して一端部が上電極８１に接続されている。
図７に、開口部１１０付近の部分拡大断面図を示した。
図６および図７において、開口部１１０は、保護膜１００および上電極８１を貫通して圧電体層７５まで形成されている。したがって、上電極８１には、貫通孔８２が形成されている。

本実施形態における開口部１１０の側面１１２は、第１実施形態と比較して、上電極８１の表面に対して傾斜していない。
一方、上電極用リード電極９３は、接続層９８と密着層９３１と導電層９３２とを備えている。

上電極用リード電極９３は、開口部１１０を埋めるように形成されている。
貫通孔８２および開口部１１０の開口１１１の周りと側面１１２には、上電極８１を構成するイリジウムを含む接続層９８が形成されている。接続層９８を覆うように密着層９３１が形成され、密着層９３１の上に導電層９３２が形成されている。
接続層９８は、少なくとも側面１１２に露出する上電極８１の側面８２０と密着層９３１との間に形成されている。したがって、接続層９８は、貫通孔８２内および貫通孔８２の周辺に形成されている。

このような本実施形態によれば、以下の効果がある。
（６）上電極８１に形成された貫通孔８２の側面８２０で上電極８１と上電極用リード電極９３とが接触し、接触面である側面８２０で、上電極用リード電極９３が上電極８１の側面８２０に含まれるイリジウムを含んでいる。異種金属が接触している場合と比較して、同種の金属が接触している場合は、接触抵抗が低くなる。したがって、接触抵抗による電圧降下および発熱を低減でき、上電極用リード電極９３に印加する電圧に応じて機能する圧電素子３１０を得ることができる。

（７）イリジウムを含んだ接続層９８は応力が大きいが、接続層９８が貫通孔８２内および貫通孔８２の周辺にしか形成されていないので、応力による剥離を抑えた圧電素子３１０を得ることができる。

（８）インクジェット式記録ヘッド２は、接触抵抗による電圧降下および発熱が低減され、上電極用リード電極９３に印加する電圧に応じて所定量変形する圧電素子３１０を備えている。したがって、インクの吐出が安定し、安定したインクの吐出を行なうインクジェット式記録ヘッド２を得ることができる。

（９）インクジェット式記録装置１０００は、安定したインクの吐出を行なうインクジェット式記録ヘッド２を備えている。したがって、安定したインクの吐出を行なうインクジェット式記録装置１０００を得ることができる。

実施形態以外にも、種々の変更を行うことが可能である。
例えば、側面６１０で接触する下電極６０と接続層９６とに含まれる同じ金属および側面８２０で接触する上電極８１と接続層９８とに含まれる同じ金属は、イリジウムに限らず、金、白金等であってもよい。
また、側面８２０の傾斜は、上電極８１に向かって開口の大きさが大きくなるような傾斜であってもよい。

上述した実施形態では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用できる。
その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。

１，２…インクジェット式記録ヘッド、１Ａ，１Ｂ…記録ヘッドユニット、２Ａ，２Ｂ…カートリッジ、３…キャリッジ、４…装置本体、５…キャリッジ軸、６…駆動モーター、７…タイミングベルト、８…プラテン、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…圧電素子保持部、３２…リザーバー部、３３，６１，８２…貫通孔、３５…接着剤、４０…コンプライアンス基板、４１…封止膜、４２…固定板、４３…開口部、５０…弾性膜、５１…マスク膜、５５…絶縁体膜、６０，６２…下電極、７０，７５…圧電体層、７２，１１０…開口部、７３，１１１…開口、８０，８１…上電極、９０…下電極用リード電極、９１，９３…上電極用リード電極、９６，９８…接続層、１００…保護膜、１３０…マニホールド、２００…駆動回路、３００，３１０…圧電素子、６１０，８２０…側面、１０００…インクジェット式記録装置。

Claims (5)

1. 基板上に形成された下電極と、前記下電極上に形成された圧電体層と、前記圧電体層上に形成された上電極と、前記下電極または前記上電極のいずれか一方の電極に接続された接続層と導電層を含む配線を有する圧電素子であって、
   前記電極の前記配線側で積層する前記圧電体層または絶縁性を有する保護膜は、前記電極を露出する開口部を有し、
   前記接続層は、前記導電層の端部で覆われ、前記開口部を経て前記電極と接続し、前記電極と同種の金属を含んでいることを特徴とする圧電素子。
2. 請求項１に記載の圧電素子において、
   前記金属は、イリジウムであることを特徴とする圧電素子。
3. 請求項２に記載の圧電素子において、
   前記電極には貫通孔が形成され、
   前記接続層は、前記貫通孔内で前記電極と接続されていることを特徴とする圧電素子。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の圧電素子と、
   液体を吐出するノズルに連通した圧力発生室と、
   前記圧電素子と該圧力発生室との間に介在する振動板と、を備えることを特徴とする液体噴射ヘッド。
5. 請求項４に記載の液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置。

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