WO2003052840A1

WO2003052840A1 - Element piezoelectrique, tete d'impression a jet d'encre, capteur de vitesse angulaire, procede de fabrication, et appareil d'enregistrement a jet d'encre

Info

Publication number: WO2003052840A1
Application number: PCT/JP2002/013040
Authority: WO
Inventors: Eiji Fujii; Hideo Torii; Ryoichi Takayama; Atsushi Tomozawa; Akiko Murata; Taku Hirasawa
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2003-06-26
Also published as: JP2004047928A; EP1367658A4; EP1367658B1; AU2002359979B2; CN100345320C; CA2438360A1; KR20030085538A; AU2002359979A1; CA2438360C; JP3481235B1; US20040104981A1; KR100581257B1; EP1367658A1; CN1498428A; US7033001B2; US7478558B2; US20060146097A1

Description

曰月糸田 ¾ 圧電素子、インクジ： πットヘッド、角速度センサ及びこれらの製造方法、並びにインクジエツト式記録装置技術分野

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へッド、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エツトへッドを印字手段として備えたィンクジエツト式記録装置に関する技術分野に属する。背景技術

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、ベロブスカイト型結晶構造のチタン酸ジルコン酸鉛（Pb (Zr, T i ) 〇₃) (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 P sもでたらめに配列している。

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、スパヅ夕法を用いて、結晶方位（100)面が表面に出るように切り出した NaC 1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（ 1 00) 面に配向した P t電極薄膜を形成し、この P t電極上に、その表面に対して垂直方向に c軸配向した P Z T薄膜を 6 00〜7 00°Cの温度で形成していた（例えば、ァメリカ物理学会が 1 9 8 9年 2月 1 5日に発行したジャーナル ·ォブ ·アプライド 'フィジックス（Journal of Applied Physics) 第 6 5巻第 4号 p.1666-1670、特開平 1 0— 209 5 1 7号公報参照）。この場合、 P Z T薄膜を形成する前に、 P Z T薄膜の下地層として Z rが存在しない PbT i 0₃や（Pb, La) T i 0₃からなる膜厚 0. l /mの圧電体層を、 ( 1 00) 面に配向した P t電極上に形成しておいて、その上に膜厚 2. 5 /mの P Z T薄膜をスパッ夕法により形成すると、 P Z T薄膜形成の初期に Z r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 P Z T薄膜が得られる。つまり、（00 1) 面配向度（ひ（001)) が略 1 00%の P Z T薄膜が得られる。

ここで、ひ（001)は、

ひ（001)= I (00 1) /∑ I (hk l)

で定義している。 ∑ I (hk l) は、 X線回折法において、 Cu- Kひ線を用いたときの 2 Θお 1 0〜70° でのべロブスカイト型結晶構造の P Z T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、（00 2) 面及び（2 00) 面は（00 1 ) 面及び（ 1 0 0) 面と等価な面であるため、 ∑ I (hk l) には含めない。

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ヱットへッドも高価になつ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。

そこで、シリコン等の安価な基板の上に P Z T等のベロブスカイト型圧電材料の（ 00 1) 面又は（ 1 00) 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、特許第 302 1 9 3 0号公報には、（ 1 1 1 ) 面に配向した P t電極上に、 P Z T又はランタンを含有した P Z T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 45 0〜5 5 0°Cで熱分解させ、その後 5 5 0〜800 °C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。

また、特開 2001 - 88294号公報には、ィリジゥ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、ベ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 P Z T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 2~1 Onmとすると、（100)面配向膜が得られる。

さらに、特開平 11一 191646号公報には、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〜 6 nm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 P Z T膜が得られることが開示されている。

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。

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。

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、特開 2000 - 252544号公報ゃ特開平 10— 81016号公報には、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、特閧平 10— 81 016号公報では、スパッ夕法を用いた場合でも、（100)面配向の PZT膜が得られることが示されている。但し、下部電極上に直接べロブスカイト型 PZT膜が得られるのではなくて、最初に 200°C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 P Z TJ3莫を形成し、その後、酸素雰囲気中における 500〜700°C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つた欠点がある。また、上記ゾル 'ゲル法やスパッ夕法により形成した PZT膜の（0 01 )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 10 Onm程度であるため、圧電素子に必要な 1 /m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つてしまうという問題がある。

一方、上記特開 2001— 88294号公報によれば、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、例えばスパッ夕法、レーザ一アブレ一シヨン法、 CVD法により、極薄のチタン層を表面に形成した I r下地電極上への PZT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 P Z T膜の結晶化が進行するのに対し、 CVD法やスパッ夕法等では、 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。また、（111) 面配向 Pt電極層上に、厚さ 12 nm以下の酸化チタン層を形成し、直接スパッ夕法によりべ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（ァメリカ物理学会が 1 9 9 8年 4月 1日に発行したジャーナル ·ォブ ·アプライド 'フィジックス（Journal of Applied Physics) 第 8 3巻第 7 号 P.3835-3841参照）。

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、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。発明の開示

上記の目的を達成するために、本発明では、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（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 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（0 0 1 ) 面に優先配向させるようにした。

具体的には、第 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。

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（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 面に優先配向したベロブスカイト型酸化物からなり、上記圧電体層は、菱面体晶系又は正方晶系の（0 0 1 ) 面に優先配向したベ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、（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 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。

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夕法等により形成すれば、第 1の電極層が（1 1 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 2 n mよりも小さくなる）、このことからも、配向制御層は、（ 100) 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、（ 1 1 1) 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、（100) 面及び (001) 面以外の面配向（例えば（ 1 11) 面配向）になったりアモルファスになつたりする。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 20 nm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つて、配向制御層の厚みが 2 Onm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（1 00)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. 01 zm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。

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（スパッ夕法や CVD法等）であつても、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、特に正方晶系ぺロプスカイト型 PZ T膜においては、（001) 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、菱面体晶系ぺロブスカイト型 PZH莫においては、分極軸がく 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、圧電特性のばらっ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つたり、経時変化が生じて信頼性に問題が生じたりする）。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。

さらに、圧電体層の膜厚が 1 zm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、圧電体層をスパッ夕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。

第 2の発明では、上記第 1の発明において、配向制御層は、ジルコニウムの含有量が 0以上 2 0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ゥ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。

このようなチタン酸ランタンジルコン酸鉛（P L Z T ；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（P L T ) を含む）を配向制御層に用いれば、配向制御層が（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 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 2 0モル％以下とすると、結晶成長初期に Z r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 3 0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。

第 3の発明では、上記第 2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 2 5モル％以下であるものとする。

第 4の発明では、上記第 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ゥ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 1 0モル％以下であるものとする。

これら第 3又は第 4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。

第 5の発明では、上記第 1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 3 0モル％以下であるものとする。このことにより、圧電素子の各膜をスパッ夕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、 3 0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 3 0モル％以下とするのがよい。

第 6の発明では、上記第 1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 2 nmよりも小さいものとする。

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 2 n mよりも小さくなる。これにより、上述の如く、配向制御層が（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 面に配向し易くなる。

第 7の発明では、上記第 1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。

第 8の発明では、上記第 1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。

第 9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、ィ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ィンクを吐出させるように構成されたィンクジエツトへッドの発明である。

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（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 面に優先配向したベロブスカイト型酸化物からなり、上記圧電体層は、菱面体晶系又は正方晶系の（0 0 1 ) 面に優先配向したベ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、（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 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。

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夕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、上記第 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（0 0 1 ) 面配向度を 9 0 %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ィンクジエツ卜へッドが得られる。

第 1 0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、ィ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ィンクを吐出させるように構成されたィンクジエツ卜へッドを対象とする。

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（1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 面に優先配向したぺロプスカイト型酸化物からなり、上記圧電体層は、菱面体晶系又は正方晶系の（0 0 1 ) 面に優先配向したベ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、（ 1 0 0 ) 面又は（ 0 0 1 ) 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。

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の電極層をスパッ夕法等により順次形成するようにすれば、上記第 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が得られる。第 1 1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。

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カによつ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（コリオリカ）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、上記第 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 4 0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 c 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。第 1 2の発明では、上記第 1 1の発明において、配向制御層は、ジルコニウムの含有量が 0以上 2 0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るものとする。このことにより、上記第 2の発明と同様の作用効果が得られる。

第 1 3の発明では、上記第 1 2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 2 5モル％以下であるものとする。こうすることで、上記第 3の発明と同様の作用効果が得られる。

第 1 4の発明では、上記第 1 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 1 0モル％以下であるものとする。このことで、上記第 4の発明と同様の作用効果を得ることができる。

第 1 5の発明では、上記第 1 1の発明において、第 1の電極層は、白金、イリジゥム、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 3 0モル％以下であるものとする。このことにより、上記第 5の発明と同様の作用効果を得ることができ。

第 1 6の発明では、上記第 1 1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ィ匕チタンの該表面からの突出量が 2 nmよりも小さいものとする。このことで、上記第 6の発明と同様の作用効果を得ることができる。第 1 7の発明では、上記第 1 1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、上記第 7の発明と同様の作用効果が得られる。

第 1 8の発明では、上記第 1 1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、上記第 8の発明と同様の作用効果を得ることができる。

第 1 9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 の電極層をスパッ夕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ベロブスカイト型酸化物からなる配向制御層をスパッ夕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ベロブスカイト型酸化物からなる圧電体層をスパッ夕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。

そして、この発明では、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（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 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（0 0 1 ) 面に優先配向させる工程であるものとする。

この発明により、上記第 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。

第 2 0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ィンクを吐出させるように構成されたインクジエツトへッドの製造方法の発明である。

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の電極層をスパッ夕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ベロブスカイト型酸化物からなる配向制御層をスパッ夕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ぺロブスカイト型酸化物からなる圧電体層をスパッ夕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（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 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（0 0 1 ) 面に優先配向させる工程であるものとする。

このことにより、上記第 9の発明と同様の作用効果を有するインクジヱットへッドを容易に製造することができる。

第 2 1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ィンクを吐出させるように構成されたィンクジエツトへッドの製造方法を対象とする。

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の電極層をスパッ夕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ぺロブスカイト型酸化物からなる配向制御層をスパッ夕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ベロブスカイト型酸化物からなる圧電体層をスパッ夕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（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 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（0 0 1 ) 面に優先配向させる工程であるものとする。

このことで、上記第 1 0の発明と同様の作用効果を有するインクジエツトへッドを容易に製造することができる。

第 2 2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。

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の電極層をスパッ夕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べロブスカイト型酸化物からなる配向制御層をスパッ夕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ベロブスカイト型酸化物からなる圧電体層をスパッ夕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の電極層をパ夕—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の電極層をパ夕—ニングする工程と、上記基板をパター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（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 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（0 0 1 ) 面に優先配向させる工程であるものとする。

こうすることで、上記第 1 1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。

第 2 3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、ィンクを収容する圧力室を有する圧力室部材とを有しかつ記録媒体に対して相対移動可能に構成されたインクジェットへッドを備え、該インクジエツトへッドが記録媒体に対して相対移動しているときに、該インクジエツトへッドにおける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、該圧力室に連通するノズル孔から上記記録媒体に吐出させて記録を行うように構成されたィンクジェット式記録装置の発明である。

そして、この発明では、上記インクジェットヘッドの圧電素子の第 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)面に優先配向したぺロブスカイト型酸化物からなり、上記圧電体層は、菱面体晶系又は正方晶系の（001)面に優先配向したぺ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。

第 24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、ィンクを収容する圧力室を有する圧力室部材とを有しかつ記録媒体に対して相対移動可能に構成されたィンクジェットへッドを備え、該インクジヱットへッドが記録媒体に対して相対移動しているときに、該インクジエツトへッドにおける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、該圧力室に連通するノズル孔から上記記録媒体に吐出させて記録を行うように構成されたィンクジエツト式記録装置を対象とする。

そして、上記インクジェットヘッドの圧電素子の第 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（1 00)面又は（001) 面に優先配向したぺロブスカイト型酸化物からなり、上記圧電体層は、菱面体晶系又は正方晶系の（001)面に優先配向したベ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。

これら第 23及び第 24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。図面の簡単な説明

図 1は、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は、上記圧電素子の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は、本発明の実施形態に係るインクジエツトへッドの全体構成を示す斜視図であ。

図 4は、上記インクジエツトへッドにおける圧力室部材及びァクチユエ一夕部の要部を示す分解斜視図である。

図 5は、上記インクジエツトへッドにおける圧力室部材及びァクチユエ一夕部の要部を示す断面図である。

図 6は、上記インクジヱ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は、上記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は、上記インクジエツトへ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は、上記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 1 0は、上記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エツトへッドを示す図である。

図 1 1は、上記インクジヱットヘッドの製造方法において、成膜された S i基板と圧力室部材用の S i基板との接着状態を示す平面図である。

図 1 2は、本発明の実施形態に係る他のインクジエツトへッドにおける圧力室部材及びァクチユエ一夕部の要部を示す断面図である。

図 1 3は、上記他のインクジエツトへ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は、本発明の実施形態に係るインクジエツト式記録装置を示す概略斜視図である。

図 15は、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は、図 15の XVI— XVI線断面図である。

図 17は、上記角速度センサの製造方法を示す図である。

図 18は、上記角速度センサの製造方法において、第 2の電極層をパ夕一ニングした状態を示す平面図である。

図 19は、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は、図 19の XX— XX線断面図である。発明を実施するための最良の形態

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 4インチシリコン（Si) ウェハからなる基板であり、この基板 11上には、厚みが 0. 02 /m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。

上記密着層 12上には、厚みが 0. 22 /mであって 2. 1モル％の丁：1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。

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ぺロブスカイト型結晶構造を有する PL T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. 03 zmである。

上記配向制御層 15上には、厚みが 3 mであって菱面体晶系又は正方晶系のベ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（モルフオト口ピック相境界）付近の組成（Z r/T i = 53/47 ) である。尚、圧電体層 16における Z r/T i組成は、 Zr/T i = 53/47に限らず、 Z r/T i二 30/70〜70/30であればよい。また、圧電体層 16の構成材料は、 PZT^ Sr、 Nb、 A 1等の添加物を含有したもの等のように、 PZ Tを主成分とする圧電材料であればよく、 PMNや P ZNであってもよい。さらに、膜厚は、 0. 5〜5. 0 zmの範囲であればよい。

上記圧電体層 16上には、厚みが 0. 2〃mであって P tからなる第 2の電極層 1 7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. 4 /mの範囲であればよい。

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をスパッ夕法により順次成膜して積層したものである。尚、成膜法はスパッ夕法に限らず、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。

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、 Tiに限らず、タンタル、鉄、コノヽレト、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. 005〜1 111 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 T i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。

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 T i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. 05〜2 /m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夕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 2 nmよりも小さい。

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、 L aを含みかつ Z rを含まず、鉛の含有量が化学量論組成よりも過剰な PL T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％以下過剰であればよい。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 PL Tにジルコニウムを含有した PL Z T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％以下であることが好ましく、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、そのト一タル添加量は 0を越え 10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. 2〃mの範囲であればよい。

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 15 a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ィ匕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

15 a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 14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、（100) 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（0 01 )面配向になっていない領域 15 b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. 02 m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（ 1 00)面又は（001)面配向の領域 15 aとなる。

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)面配向度ひは 90%以上となっている。

尚、配向制御層 15の圧電体層 16側の表面全てが上記領域 15 a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 15 b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. 01 zm以上であれば、圧電体層 16側の表面の大部分は（ 1 00) 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。

次に、上記圧電素子の製造方法を説明する。

すなわち、 Si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をスパッ夕法により順次成膜する。

上記密着層 12は、 Ti夕一ゲヅトを用いて、基板 11を 400°Cに加熱しながら 100Wの高周波電力を印加し、 1 P a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。

上記第 1の電極層 14は、多元スパッ夕装置を使用して、 Tiターゲット及び Pt ターゲットを用い、基板 11を 400°Cに加熱しながら 1 Pa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。

尚、上記第 1の電極層 14をスパッ夕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 1 1の温度を 650°C以下に設定することが望ましい。これは、基板 11の温度が 65 0°C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。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夕一ゲットを用い、基板 11の温度 600°C で、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比 Ar： 0₂=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。

尚、上記配向制御層 15をスパッ夕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. 05 P a以上 5 P a以下であることが好ましい。これは、真空度が 0. 05 Pa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。また、上記配向制御層 15をスパッ夕法により形成する際の基板 11の温度は、 4 50°C以上 750°C以下であることが望ましい。これは、基板 11の温度が 450°C 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°C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。

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. 1 P a以上 2 Pa以下とするとともに、基板 11の温度を 500°C以上 650°C以下にすることである。

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（001)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 15 a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 15 bとを有することになり、この（100)面又は（001)面配向の領域 1 5 a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 15 a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 Z r酸ィ匕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。

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°Cで、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比 A r ： 0₂= 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。

尚、上記圧電体層 16をスパッ夕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. 1 Pa以上 1 Pa以下であることが好ましい。これは、真空度が 0. lPa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、 lPaを越えると、 (001)面配向度が低下するからである。

また、上記圧電体層 16をスパッ夕法により形成する際の基板 11の温度は、 45 0°C以上 750°C以下であることが望ましい。これは、基板 11の温度が 450°C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°C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。

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. 1 5 Pa以上 0. 8 P a以下とするとともに、基板 11の温度を 525°C以上 625°C 以下とすることである。

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 1 5の圧電体層 16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/T i = 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（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）、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。

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 1 P aのァルゴンガス中 200Wの高周波電力で 10分間形成することにより得られる。

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上にスパッ夕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っ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、 Z r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。

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）。

(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。

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)面配向菱面体晶系ぺロブスカイト型結晶構造を示し、（100)面配向度はひ =97%であった。また、 PZ T膜の組成は、 X線マイクロアナライザ一による組成分析を行った結果、ターゲット組成と同じで Z r/T i比は 53ノ47であった。

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 5 nmの深さでの組成分析を行つた結果、 Ti量は 2. 1モル％であった。

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)面配向べ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、 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。

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 15m mx 2mmに切り出したカンチレバーを 100個作製し、 0. 2〃m厚の第 2の電極層をスパッ夕法により形成して、圧電定数 d 31の測定を行った（圧電定数 d 31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、ばらつきはび =4. 2%であった。

続いて、上記圧電素子の第 2の電極層を、 1111111角で0. 2〃111厚の？1膜としてスパッ夕法によりメタルマスクを用いて 10 mm間隔で 65個形成し、それそれの第 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 1 Aとなる値とした。この結果、耐電圧値の平均は 1 18Vであり、ばらつきはび =4. 2%であった。

(実施例 2 )

この実施例 2では、基板を、 0. 25 mm厚の ø 4インチステンレス鋼（SUS3 04) とし、密着層には、膜厚 0. 01〃mのタンタル（Ta)膜を、第 1の電極層には、膜厚が 0. 25〃m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〃m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. 7 /mである PZT膜（Z r/T i = 40/60) を、第 2の電極層には、膜厚が 0. 1 zmの P t膜をそれそれ用いた。上記密着層は、 T a夕ーゲットを用いて、基板を 500°Cに加熱しながら 100W の高周波電力を印加し、 1 P aのアルゴンガス中で、 1分間形成することにより得た。上記第 1の電極層は、多元スパッ夕装置を使用して、 T iターゲット及び P t夕一ゲヅトを用い、基板を 400°Cに加熱しながら 1 P aのアルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比 A r： 0₂ = 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。

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％のマグネシゥ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夕ーゲットを用い、基板温度 600°Cで、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比 A r： 0₂ = 19 ： 1) において、真空度 0. 8 Pa、高周波電力 300Wの条件で 15 分間形成することにより得た。

上記圧電体層は、 PZT (Z r/T i = 40/60) の焼結体ターゲットを用い、基板温度 600°Cで、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比 Ar： 0₂= 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。

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 1 Pa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。

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。

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) 面配向正方晶系ぺ口ブス力イト型結晶構造を示し、（001) 面配向度はひ =96%であった。また、 PZT膜の組成は、ターゲヅト組成と同じで Z r/T i比は 40/60であった。

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％でめった。

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)面配向べ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 1 7モル％含有され、 P bが 6モル％過剰に含まれていた。

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 15 mm X 2 mmに切り出したカンチレバーを 100個作製し、 0. 1 zm厚の第 2の電極層をスパッ夕法により形成して、圧電定数 d 31の測定を行つたところ、 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、ばらつきはび=2. 9%であった。

続いて、上記圧電素子の第 2の電極層を、 1mm角で 0. 1 m厚の Pt膜としてスパヅ夕法によりメタルマスクを用いて 10 mm間隔で 65個形成し、それそれの第 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 118 Vであり、ばらつきはび =4. 8%であった。

(実施例 3)

この実施例 3では、基板を、 0. 5 mm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. 005〃mのニッケル（Ni)膜を、第 1の電極層には、膜厚が 0. 15〃mであってチタンを 18モル％含有するイリジウム（I r)膜を、配向制御層には、膜厚が 0. 02 /m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. 6〃111でぁる？21 莫 (Z r/T i = 60/40) を、第 2の電極層には、膜厚が 0. 01〃111の？1:膜をそれそれ用いた。

上記密着層は、 Niターゲットを用いて、基板を 300°Cに加熱しながら 200W の高周波電力を印加し、 1 P aのアルゴンガス中で、 1分間形成することにより得た。上記第 1の電極層は、多元スパッ夕装置を使用して、 T iターゲット及び I r夕一ゲットを用い、基板を 600°Cに加熱しながら 1 Paのアルゴンガス中において 16 0W及び 200Wの高周波電力で 10分間形成することにより得た。

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°Cで、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比 Ar： 0₂=19： 1) において、真空度 0. 8Pa、高周波電力 300 Wの条件で 15分間形成することにより得た。

上記圧電体層は、 PZT (Zr/Ti = 60/40) の焼結体ターゲットを用い、基板温度 580°Cで、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比 Ar： 0₂= 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。

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。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)面配向菱面体晶系ぺロブスカイト型結晶構造を示し、（ 1 00)面配向度はひ =95%であった。また、 PZT膜の組成は、ターゲット組成と同じで Z r/T i比は 60/40であった。

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、 I r膜は（ 111)面配向を示していた。また、丁；1量は18モル％でぁった。

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)面配向べ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の電極層側にはァモルファスになつた部分が見られた。このァ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、 ?13が16モル％過剰に含まれていた。

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 15m mx 2 mmに切り出したカンチレバ一を 100個作製し、 0. 01〃m厚の第 2の電極層をスパッ夕法により形成して、圧電定数 d 31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— 122 pC/Nであり、ばらつきはび =3. 6%であった。

続いて、上記圧電素子の第 2の電極層を、 1mm角で 0. 01〃m厚の Pt膜としてスパッ夕法によりメタルマスクを用いて 10mm間隔で 65個形成し、それそれの第 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 115 Vであり、ばらつきはび =5. 2%であった。

(実施例 4)

この実施例 4では、基板を、 0. 5 mm厚の 4インチシリコンウェハとし、密着層には、膜厚 0. 01 mのチタン膜を、第 1の電極層には、膜厚が 0. 25〃mであって酸化チタンを 5モル％含有する I r膜を、配向制御層には、膜厚が 0. 05〃 m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. 2 /rrre¾5PZT (Z r/T i = 52/48) を、第 2の電極層には、膜厚が 0. 01〃111の？1膜をそれそれ用いた。

上記密着層は、 T i夕一ゲットを用いて、基板を 500°Cに加熱しながら 100W の高周波電力を印加し、 1 P aのアルゴンガス中で、 1分間形成することにより得た。上記第 1の電極層は、多元スパッ夕装置を使用して、 T iターゲット及び I r夕一ゲットを用い、基板を 400°Cに加熱しながら 1 P aのアルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比 A r : O₂=10 ： 1) において 9 OW及び 20 OWの高周波電力で 12分間形成することにより得た。

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 600°Cで、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比 A r： 0₂=15 : 1) において、真空度 0 84Pa、高周波電力 300Wの条件で 20分間形成することにより得た。

上記圧電体層は、 PZT (Zr/Ti = 52/48) の焼結体夕一ゲヅトを用い、基板温度 620°Cで、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比 Ar： 0₂= 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。

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。

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)面配向菱面体晶系ぺロブスカイト型結晶構造を示し、（ 1 00)面配向度はひ = 99%であった。また、 PZT膜の組成は、ターゲット組成と同じで Z r/T i比は 52/48であった。

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。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)面配向べ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つた部分が見られた。このァ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ィ匕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。

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 15m mx 2 mmに切り出したカンチレバ一を 100個作製し、 0. 01 m厚の第 2の電極層をスパッ夕法により形成して、圧電定数 d 31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— 141 p C/Nであり、ばらつきはび= 2. 4%であった。

続いて、上記圧電素子の第 2の電極層を、 1mm角で 0. 01〃m厚の P t膜としてスパッ夕法によりメタルマスクを用いて 10 mm間隔で 65個形成し、それそれの第 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 122 Vであり、ばらつきはび =4. 1%であった。

(実施例 5 )

この実施例 5では、基板を、 0. 3mm厚の 04インチシリコンウェハとし、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. 22〃mであってチタンを 2. 1モル％含有する P t膜を、配向制御層には、膜厚が 0. 03〃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〃mである PZT膜（Zr/Ti = 53/47) を、第 2の電極層には、膜厚が 0. 2 /mの Pt膜をそれそれ用いた。

上記第 1の電極層は、多元スパッ夕装置を使用して、 Tiターゲット及び Pt夕一ゲットを用い、基板を 400°Cに加熱しながら 1 Paのアルゴンガス中において 85 W及び 200Wの高周波電力で 12分間形成することにより得た。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 PL Z丁に、 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°Cで、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比 A r : 0₂=19 ： 1) において、真空度 0. 8Pa、高周波電力 300 Wの条件で 12分間形成することにより得た。

上記圧電体層は、 PZT (Z r/T i二 53/47) の焼結体ターゲットを用い、基板温度 610°Cで、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比 Ar： 0₂= 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。

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つた。

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)面配向菱面体晶系べロブスカイト型結晶構造を示し、（ 1 00)面配向度はひ =98%であった。また、 PZT膜の組成は、ターゲット組成と同じで Z r/T i比は 53/47であった。

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。

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)面配向べ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、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。

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 15m mx 2mmに切り出したカンチレバーを 100個作製し、 0. 2〃m厚の第 2の電極層をスパッ夕法により形成して、圧電定数 d 31の測定を行ったところ、 100個のカンチレバ一の圧電定数の平均値は一 13 OpC/Nであり、ばらつきはび =4. 1 2%であった。

綜いて、上記圧電素子の第 2の電極層を、 1111111角で0. 2〃111厚の？1:膜としてスパッ夕法によりメタルマスクを用いて 10mm間隔で 65個形成し、それそれの第 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 120Vであり、ばらつきはび =4. 0%であった。

(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。

この比較例の圧電素子における圧電体層は（100)面配向菱面体晶系ぺ口ブス力ィト型結晶構造を示し、（100) 面配向度はひ =31%であった。

また、上記実施例 1と同様にして圧電定数 d 31の測定を行ったところ、圧電定数の平均値は一 72pC/Nであり、ばらつきはび =11. 5%であった。

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 6 5Vであり、ばらつきはび =14. 5%であった。

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ゃ耐電圧を向上できることが判る。

(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夕条件も実施例 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。

この実施例 6の圧電素子における圧電体層は（100)面配向菱面体晶系ぺ口ブスカイト型結晶構造を示し、（100) 面配向度はひ =41%であった。また、圧電定数の平均値は一 8 2 p C/Nであり、ばらつきはび = 9 . 2 %であった。さらに、耐電圧値の平均は 8 2 Vであり、ばらつきはび = 1 2 . 1 %であった。

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、圧電定数ゃ耐電圧を向上できることが判る。

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、 P b 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。

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 1 0 1が形成されている。 Bは、上記圧力室開口部 1 0 1の上端開口を覆うように配置されたァクチユエ一夕部であり、 Cは、圧力室開口部 1 0 1の下端開口を覆うように配置されたィンク流路部材である。上記圧力室部材 Aの圧力室開口部 1 0 1は、その上下にそれそれ位置する上記ァクチユエ一夕部 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 1 0 2とされている。

上記ァクチユエ一夕部 Bは、上記各圧力室 1 0 2の略真上に位置する第 1の電極層 1 0 3 (個別電極）を有し、これら圧力室 1 0 2及び第 1の電極層 1 0 3は、図 3から判るように、千鳥状に多数配列されている。

上記インク流路部材 Cは、インク供給方向に並ぶ圧力室 1 0 2間で共用する共通液室 1 0 5と、この共通液室 1 0 5のィンクを上記圧力室 1 0 2に供給するための供給口 1 0 6と、圧力室 1 0 2内のィンクを吐出させるためのインク流路 1 0 7とを有している。

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 1 0 7に連通するノズル孔 1 0 8が形成されている。また、 Eは I Cチップであって、この I Cチップから上記各個別電極 1 0 3に対してボンディングワイヤ BWを介して電圧をそれそれ供給するようになっている。

次に、上記ァクチユエ一夕部 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 1 0 2を持つ圧力室部材 Aが参照的に描かれている。このァクチユエ一夕部 Bは、上記の如く各圧力室 1 0 2の略真上にそれそれ位置する第 1の電極層 1 0 3と、この各第 1の電極層 1 0 3上（同図では下側）に設けられた配向制御層 1 0 4と、この配向制御層 1 0 4上（同下側）に設けられた圧電体層 1 1 0と、この圧電体層 1 1 0上（同下側）に設けられ、全圧電体層 1 1 0に共通となる第 2の電極層 1 1 2 (共通電極）と、この第 2の電極層 1 1 2上（同下側）に設けられ、上記圧電体層 1 1 0の圧電効果により層厚方向に変位し振動する振動層 1 1 1と、この振動層 1 1 1上（同下側）に設けられ、各圧力室 1 0 2の相互を区画する区画壁 1 0 2 aの上方に位置する中間層 1 1 3 (縦壁）とを有しており、上記第 1の電極層 1 0 3、配向制御層 1 0 4、圧電体層 1 1 0及び第 2の電極層 1 1 2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 1 1 1は、この圧電素子の第 2の電極層 1 1 2側の面に設けられていることになる。

尚、図 5中、 1 1 4は圧力室部材 Aとァクチユエ一夕部 Bとを接着する接着剤であり、上記各中間層 1 1 3は、この接着剤 1 1 4を用いた接着時に、その一部の接着剤 1 1 4が区画壁 1 0 2 aの外方にはみ出した場合でも、この接着剤 1 1 4が振動層 1 1 1に付着しないで振動層 1 1 1が所期通りの変位及び振動を起こすように、圧力室 1 0 2の上面と振動層 1 1 1の下面との距離を拡げる役割を有している。このようにァクチユエ一夕部 Bの振動層 1 1 1における第 2の電極層 1 1 2とは反対側面に中間層 1 1 3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 1 1 1における第 2の電極層 1 1 2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。上記第 1の電極層 1 0 3、配向制御層 1 0 4、圧電体層 1 1 0及び第 2の電極層 1 1 2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 1 4、配向制御層 1 5、圧電体層 1 6及び第 2の電極層 1 7とそれそれ同様である（構成元素の含有量が異なるものもある）。また、配向制御層 1 0 4及び圧電体層 1 1 0の構造も、配向制御層 1 5及び圧電体層 1 6とそれそれ同様であり、配向制御層 1 0 4における第 1の電極層 1 0 3側の表面近傍部は、（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 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 103側から圧電体層 1 10側に向かって大きくなる構造を有している。

次に、図 3の I C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八、ァクチユエ一夕部 B、インク流路部材 C及びノズル板 Dよりなるインクジエツトへッドの製造方法を図 6〜図 10に基いて説明する。

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 1 03、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をスパッ夕法により成膜して、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 1 03との密着性を高めるために基板 120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 121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 T iをそれそれ使用する。

上記基板 120には、 18mm角に切断した S i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 18 mm角に限るものではなく、 S i基板であれば、 ø 2〜 10 ィンチのウェハであってもよい。

上記密着層 121は、 T i夕ーゲヅトを用いて、基板 120を 400°Cに加熱しながら 100Wの高周波電力を印加し、 1 Pa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 J3莫厚は 0. 02〃mとなる。尚、密着層 12 1の材料は、 Tiに限らず、タンタル、鉄、コノヽ'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. 2 a mの範囲であればよい。

上記第 1の電極層 103は、多元スパッ夕装置を使用して、 Tiターゲット及び P t夕一ゲットを用い、基板 120を 600°Cに加熱しながら 1 Pa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. 2〃m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、 J3莫厚は 0. 05〜 2〃mの範囲であればよい。

上記配向制御層 104は、ランタンを 10モル％含有する PL T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 120の温度 60 0°Cで、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比 Ar：〇₂=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%過剰に含むベ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（ 100)面又は（001)面に配向しており、この（100)面又は（001)面配向の領域は第 1の電極層 103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. 02〃m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。

尚、上記実施形態 1における配向制御層 15と同様に、上記配向制御層 104の L a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 %以下過剰であればよい。また、配向制御層 104を構成する材料も、 PLTにジルコニゥムを含有した PL Z T (ジルコニウムの含有量は 20モル％以下であることが好ましい）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. 0 1〜0. 2〃mの範囲であればよい。

上記圧電体層 1 10は、 PZT (Z r/T i = 52/48) の焼結体ターゲットを用い、基板 120の温度 580°Cで、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比 Ar ： 0₂= 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、菱面体晶系ぺ口ブス力イト型結晶構造で（ 100) 面配向となる。また、圧電体層 1 10の膜厚は 3. l ju mとなる。尚、この圧電体層 1 10の Z r/T i組成は、 Z r/T i = 30/70〜 70/30であればよく、膜厚は、 l〜5〃m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 S r、 Nb、 A 1等の添加物を含有したもの等のように、 P Z Tを主成分とする圧電材料であればよく、 PMNや P ZNであってもよい。上記第 2の電極層 1 12は、 Ptターゲットを用いて、室温において l Paのアルゴンガス中 200W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 1 12の膜厚は 0. 2〃mとなる。尚、第 2の電極層 1 12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. 4 zmの範囲であればよい。上記振動層 1 1 1は、 Crターゲットを用いて、室温において 1 Pa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 1 1 1 の膜厚は 3 /mとなる。この振動層 1 1 1の材料は、 Crに限らず、ニッケル、アルミニゥム、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、酸ィ匕アルミニウム、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 1 1 1の膜厚は 2〜5 zmであればよい。

上記中間層 1 13は、 T iターゲットを用いて、室温において 1 Pa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 1 13 の膜厚は 5 zmとなる。この中間層 1 13の材料は、 T iに限らず、 Cr等の導電性金属であればよい。また、中間層 1 13の II莫厚は 3〜 10 mであればよい。

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 S i基板 120よりも大きいサイズ、例えば 4インチウェハ一のシリコン基板 1 30 (図 1 1参照）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 102 bは、各組内の圧力室用開口部 101を区画する区画壁 102 a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ツ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。

その後は、上記成膜後のシリコン基板 120 (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 102 a、 102 b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 102 a、 102 b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 Aの Ni薄膜をスパッ夕法により形成し、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 25°C、直流電圧 30 V、通電時間 60秒が好適であり、この条件下で約 3〜10 m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。

そして、図 7 (a) に示すように、上記積層された S i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 113を基板側接着面として行う。また、 S i 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 S i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 (S i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 102 b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 S i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 S i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。

尚、図 7 (a) では、成膜後の Si基板 120 (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 S i基板 130 (圧力室部材用）を上記成膜後の S i基板 120 (成膜用）と接着してもよい。

その後は、図 7 (b) に示すように、圧力室部材 Aの各区画壁 102 a、 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 1 02 a、 102 b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。

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 1 03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一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 10 4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 1 03、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 10 2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 1 02 b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ァクチユエ一夕部 Bとが 4組完成する。

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及びィンク流路 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 1 0 9を用いて接着する。

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とのァ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、圧力室部材八、ァクチユエ一夕部 B、インク流路部材 C及びノズル板 Dを持つインクジエツトへッドが完成する。

上記のようにして得られたインクジエツトへッドの第 1及び第 2電極層 1 0 3 , 1 1 2間に所定電圧を印加すると、圧電体層 1 1 0の圧電効果により振動層 1 1 1における各圧力室 1 0 2に対応する部分が層厚方向に変位して、圧力室 1 0 2内のインクが該圧力室 1 0 2に連通するノズル孔 1 0 8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 1 1 1における各圧力室 1 0 2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び = 1 . 8 %であった。また、周波数が 2 0 k H zの 2 0 V交流電圧を 1 0日間印加し続けたが、ィ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。

一方、上記本発明のィンクジヱットへッドに対して配向制御層 1 0 4を設けない点のみが異なるィンクジエツトへッドを作製し、このインクジエツトへヅドの第 1及び第 2電極層 1 0 3 , 1 1 2間に所定電圧を印加して、振動層 1 1 1における各圧力室 1 0 2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び = 7 . 2 %であった。また、周波数が 2 0 k H zの 2 0 V交流電圧を 1 0日間印加し続けたところ、全圧力室 1 0 2のうちの約 3 0 %の圧力室 1 0 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、ァクチユエ一夕部 B (圧電素子）の耐久性が低いと考えられる。

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。

実施形態 3

図 1 2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のインクジエツトへ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。

具体的には、圧力室 4 0 2がエッチング加工により形成された圧力室基板 4 0 1 ( 圧力室部材）上に、振動層 4 0 3、密着層 4 0 4、第 1の電極層 4 0 6 (共通電極）、配向制御層 4 0 7、圧電体層 4 0 8及び第 2の電極層 4 0 9 (個別電極）が順に積層されている。上記第 1の電極層 4 0 6、配向制御層 4 0 7、圧電体層 4 0 8及び第 2 の電極層 4 0 9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 4 0 3は、この圧電素子の第 1の電極層 4 0 6側の面に密着層 4 0 4を介して設けられていることになる。この密着層 4 0 4は、振動層 4 0 3と第 1の電極層 4 0 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 1 2 1と同様になくてもよい。上記密着層 4 0 4、第 1の電極層 4 0 6、配向制御層 4 0 7、圧電体層 4 0 8及び第 2の電極層 4 0 9の各構成材料は、上記実施形態 2で説明した密着層 1 2 1、第 1の電極層 1 0 3、配向制御層 1 0 4、圧電体層 1 1 0及び第 2の電極層 1 1 2とそれぞれ同様である。また、配向制御層 4 0 7及び圧電体層 4 0 8の構造も、配向制御層 1 0 4及び圧電体層 1 1 0とそれそれ同様であり、配向制御層 4 0 7 における第 1の電極層 4 0 6側の表面近傍部は、（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 面配向の領域が第 1の電極層 4 0 6における配向制御層 4 0 7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 4 0 6側から圧電体層 4 0 8側に向かって大きくなる構造を有している。

上記圧力室基板 4 0 1は、 0 4インチで厚さ 2 0 0 mの S i基板を用いる。この実施形態でも、 S i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。

上記振動層 4 0 3は、この実施形態では、膜厚が 2 . 8〃 mであって二酸化シリコンからなる。尚、この振動層 4 0 3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 1 1 1の膜厚は 0 . 5〜1 0 mであればよい。

次に、上記インクジエツトへッドの製造方法について図 1 3を参照しながら説明する。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 40 1に、振動層 403、密着層 404、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をスパッ夕法により順次形成する。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 4 0 1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. 4P aのアルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比 Ar ： 0₂=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、スパッ夕法に限らず、熱 CVD法、プラズマ CVD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。

上記密着層 404は、 T iターゲットを用いて、圧力室基板 40 1を 400°Cに加熱しながら、 100Wの高周波電力を印加して、 1 P a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. 03〃mとなる。尚、密着層 404の材料は、 T iに限らず、タンタル、鉄、コノレト、ニッケル若しくはクロム又はそれら（T iを含む）の化合物であってもよい。また、膜厚は 0. 005 〜0. 1 Aimの範囲であればよい。

上記第 1の電極層 406は、多元スパッ夕装置を使用して、 T iターゲット及び P tターゲットを用い、圧力室基板 40 1を 600°Cに加熱しながら 1 Pa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. 2 mとなり、（ 1 1 1) 面に配向する。また、 T i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ゥ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〜 2 zmの範囲であればよい。

上記配向制御層 407は、ランタンを 10モル％含有する PL Tに酸化鉛（PbO ) を 1 5モル％過剰に加えて調合した焼結夕一ゲットを用い、圧力室基板 401の温度 620°Cで、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比 A r ： 0₂= 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 104と同じである。

尚、上記実施形態 1における配向制御層 15と同様に、上記配向制御層 407の L a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 %以下過剰であればよい。また、配向制御層 407を構成する材料も、 PLTにジルコニゥムを含有した PL ZT (ジルコニウムの含有量は 20モル％以下であることが好ましい）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の莫厚は 0. 01〜0. 2〃mの範囲であればよい。

上記圧電体層 408は、 PZT (Z r/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°Cで、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比 Ar： 0₂= 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 Z r/T i組成は、 Z r/T i = 30/70~70/30であればよく、膜厚は、 l〜5〃m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、 A1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 P ZNであってもよい。

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 lPaのアルゴンガス中 200W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. 2 mとなる。尚、第 2の電極層 409の材料は P tに限らず、導電性材料であればよく、膜厚は 0. 1〜0. 4〃mの範囲であればよい。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 408及び配向制御層 407をエツ' て個別化する。このェヅチングは、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。

続いて、図 1 3 ( b ) に示すように、圧力室基板 4 0 1に圧力室 4 0 2を形成する。この圧力室 4 0 2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 4 0 1 の上記各膜を形成した面とは反対側の面における側壁 4 1 3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 4 0 2を形成する。

そして、予めノズル孔 4 1 0を形成したノズル板 4 1 2を、接着剤を用いて圧力室基板 4 0 1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、インクジェヅトヘッドが完成する。上記ノズル孔 4 1 0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 4 1 2の所定位置に開口する。そして、ノズル板 4 1 2を圧力室基板 4 0 1に接合する際には、各ノズル孔 4 1 0が圧力室 4 0 2に対応して配置されるように位置合わせを行う。

上記のようにして得られたインクジエツトへッドの第 1及び第 2電極層 4 0 6 , 4 0 9間に所定電圧を印加して、振動層 4 0 3における各圧力室 4 0 2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び = 1 · 8 %であつた。また、周波数が 2 0 k H zの 2 0 V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。

一方、上記本発明のィンクジヱットへッドに対して配向制御層 4 0 7を設けない点のみが異なるインクジエツトへッドを作製し、このィンクジエツトへヅドの第 1及び第 2電極層 4 0 6， 4 0 9間に所定電圧を印加して、振動層 4 0 3における各圧力室 4 0 2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び = 5 . 8 %であった。また、周波数が 2 0 k H zの 2 0 V交流電圧を 1 0日間印加し続けたところ、全圧力室 4 0 2のうちの約 2 5 %の圧力室 4 0 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、ァクチユエ一夕部（圧電素子）の耐久性が低いと考えられる。

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。

実施形態 4

図 1 4は、本発明の実施形態に係るインクジェット式記録装置 2 7を示し、このィンクジエツト式記録装置 2 7は、上記実施形態 2又は 3で説明したものと同様のィンクジエツトへッド 2 8を備えている。このインクジエツトへッド 2 8において圧力室 (上記実施形態 2における圧力室 1 0 2や実施形態 3における圧力室 4 0 2 ) 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 1 0 8や実施形態 3におけるノズル孔 4 1 0 ) から該圧力室内のインクを記録媒体 2 9 (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。

上記インクジエツトへッド 2 8は、主走査方向 Xに延びるキヤリッジ軸 3 0に設けられたキヤリッジ 3 1に搭載されていて、このキヤリッジ 3 1がキヤリッジ軸 3 0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 3 1は、インクジェットヘッド 2 8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。

また、このインクジェット式記録装置 2 7は、上記記録媒体 2 9をインクジェットヘッド 2 8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 3 2を備えている。このことで、複数のローラ 3 2は、インクジェットへッド 2 8と記録媒体 2 9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 1 4中、 Zは上下方向である。

そして、ィンクジエツトへッド 2 8がキヤリッジ 3 1により主走査方向 Xに移動しているときに、インクジエツトへッド 2 8のノズル孔からインクを記録媒体 2 9に吐出させ、この一走査の記録が終了すると、上記ローラ 3 2により記録媒体 2 9を所定量移動させて次の一走査の記録を行う。

したがって、このインクジェット式記録装置 2 7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 2 8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。実施形態 5

図 1 5及び図 1 6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一シヨン装置等に好適に用いられるものである。

上記角速度センサは、厚み 0 . 3 mmのシリコンウェハからなる基板 5 0 0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 5 0 0は、固定部 5 0 0 aと、該固定部 5 0 0 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 1 5に示す y方向）に延びる一対の振動部 5 0 0 bとを有している。これら固定部 5 0 0 a及び一対の振動部 5 0 0 bは、基板 5 0 0の厚み方向（図 1 5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 5 0 0 bは音叉のアーム部に相当していて、振動部 5 0 0 bの幅方向に並んだ状態で互いに平行に延びている。

上記基板 5 0 0の各振動部 5 0 0 b及び固定部 5 0 0 aの振動部側の部分上には、第 1の電極層 5 0 3と配向制御層 5 0 4と圧電体層 5 0 5と第 2の電極層 5 0 6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 5 0 0と第 1の電極層 5 0 3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。

上記第 1の電極層 5 0 3、配向制御層 5 0 4、圧電体層 5 0 5及び第 2の電極層 5 0 6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 1 4、配向制御層 1 5、圧電体層 1 6及び第 2の電極層 1 7とそれそれ同様である。また、配向制御層 5 0 4及び圧電体層 5 0 5の構造も、配向制御層 1 5及び圧電体層 1 6とそれそれ同様であり、配向制御層 5 0 4における第 1の電極層 5 0 3側の表面近傍部は、（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 面配向の領域が第 1の電極層 5 0 3における配向制御層 5 0 4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 5 0 3側から圧電体層 5 0 5側に向かって大きくなる構造を有している。

上記第 2の電極層 5 0 6は、上記各振動部 5 0 0 b上において、当該振動部 5 0 0 bを振動部 5 0 0 bの幅方向（図 1 5に示す X方向）に振動させるための 2つの駆動電極 5 0 7と、当該振動部 5 O O b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 5 0 8とにパターン化されている。

上記 2つの駆動電極 5 0 7は、当該振動部 5 0 O bの幅方向（X方向）両端部上において、振動部 5 0 0 bの長さ方向（y方向）全体に亘つて設けられ、各駆動電極 5 0 7の固定部 5 0 0 a側の端部は、固定部 5 0 0 a上に位置して接続端子 5 0 7 aを構成している。尚、各振動部 5 0 0 bの幅方向一端部上に 1つの駆動電極 5 0 7を設けるだけであってもよい。

一方、上記検出電極 5 0 8は、当該振動部 5 0 O bの幅方向中央部上において、振動部 5 0 O bの長さ方向全体に亘つて設けられ、上記駆動電極 5 0 7と同様に、検出電極 5 0 8の固定部 5 0 0 a側の端部は、固定部 5 0 0 a上に位置して接続端子 5 0 8 aを構成している。尚、各振動部 5 0 0 b上において複数の検出電極 5 0 8を設けてもよい。

尚、上記第 1の電極層 5 0 3は、固定部 5 0 0 a上における一対の振動部 5 0 0 b 間の中央位置において、振動部 5 0 0 bとは反対側に突出する接続端子 5 0 3 aを有している。

上記各振動部 5 0 0 b上における上記第 1の電極層 5 0 3と 2つの駆動電極 5 0 7 との間には、当該振動部 5 0 0 bがその幅方向に振動するように、振動部 5 0 0 b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 5 0 3には、グランド電圧が印加される一方、 2つの駆動電極 5 0 7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 5 0 0 b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 5 0 0 bがその他端部側に変形する。一方、各振動部 5 0 0 b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 5 0 0 b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 5 0 0 bがその幅方向に振動する。尚、各振動部 5 0 0 b上における 2 つの駆動電極 5 0 0 bのいずれか一方に電圧を印加するだけでも、当該振動部 5 0 0 b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 5 0 0 bは、各振動部 500 b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 500 b 間の中央にあって該振動部 500 b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つている。

上記構成の角速度センサにおいて、一対の振動部 50 Ob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 500 bは、コリオリカによって厚み方向（z方向）にたわんで変形し（一対の振動部 500 b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、コリオリカの大きさに応じた電圧が発生する。この電圧の大きさ（コリオリカ ) から角速度 ωを検出することができる。

すなわち、コリオリカ Fcは、各振動部 50 Obの幅方向の速度を v、各振動部 5 00 bの質量を mとすると、

F c = 2 mvc

となるので、コリオリカ F cから角速度 ωの値が分かることになる。

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。すなわち、図 17 (a) に示すように、厚み 0. 3mmの 04インチシリコンゥェノヽ（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％の丁 iを添加したイリジウム（I r) からなる厚み 0. 22 /mの第 1の電極層 503をスパッ夕法により形成する。この第 1の電極層 503は、基板 500を 400°Cに加熱しながら多元スパッ夕装置を使用して、 T i夕ーゲット及び I rターゲットを用い、 1 P aのアルゴンガス中において 85 W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 503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 2 nmよりも小さい。

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. 03 〃mの配向制御層 504をスパッ夕法により形成する。この配向制御層 504は、ラン夕ンを 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°C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 ： 0₂ =19 ： 1) において、真空度 0. 8 Pa、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 503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。

次いで、図 17 (d) に示すように、上記配向制御層 504上に厚み 3〃 mの圧電体層 505をスパッ夕法により形成する。この圧電体層 505は、基板 500を 61 0°Cに加熱しながら P Z T (Zr/T i = 53/47) の焼結体夕一ゲットを用い、アルゴンと酸素との混合雰囲気中（ガス体積比 Ar ： 0₂= 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。

続いて、図 17 (e) に示すように、上記圧電体層 505上に厚み 0. 2〃mの第 2の電極層 506をスパッ夕法により形成する。この第 2の電極層 506は、 Pt夕 —ゲットを用いて、室温において 1 P a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。

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をパ夕— 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のパターンを露光し、その後、露光していない部分の感光樹脂を除去し、この感光樹月旨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 507及び検出電極 508上の感光樹脂を除去する。

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 504及び第 1の電極層 503をパターニングするとともに、上記基板 5 00をパターニングして固定部 500 a及び振動部 500 bを形成する。こうして上記の角速度センサが完成する。

尚、上記各層の成膜法はスパッ夕法に限らず、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 C V D法等）であればよい。

ここで、図 1 9及び図 2 0を参照しながら従来の角速度センサについて説明する。この従来の角速度センサは、厚み 0 . 3 mmの水晶からなる圧電体 6 0 0を備え、この圧電体 6 0 0が、本実施形態に係る角速度センサの基板 5 0 0と同様に、固定部 6 0 0 aと該固定部 6 0 0 aからその一側方（図 1 9に示す y方向）に互いに平行に延びる一対の振動部 6 0 0 bとを有している。そして、上記各振動部 6 0 O bの厚み方向（図 1 9に示す z方向）に対向する両面には、当該振動部 6 0 O bをその幅方向 (図 1 9に示す X方向）に振動させるための駆動電極 6 0 3がそれそれ 1つずつ設けられ、各振動部 6 0 0 bの両側面には、当該振動部 6 0 0 bの厚み方向の変形を検出するための検出電極 6 0 7がそれそれ 1つずつ設けられている。

そして、上記従来の角速度センサにおいて、各振動部 6 0 O bにおける 2つの駆動電極 6 0 3間に、当該振動部 6 0 O b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 6 0 0 bをその幅方向（X方向）に該一対の振動部 6 0 0 b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 6 0 0 bは、コリオリカによって厚み方向（z方向）にたわんで変形し、各振動部 6 0 0 bにおける 2つの検出電極 6 0 7間にコリオリカの大きさに応じた電圧が発生し、この電圧の大きさ（コリオリカ）から角速度 ωを検出することができる。

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 6 0 0を用いるので、その圧電定数は— 3 p C/Nとかなり低く、しかも固定部 6 0 0 a及び振動部 6 0 0 b 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める。

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 5 0 0 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 4 0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ェを行うことができ、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。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 5 0 4は、ジルコニウムの含有量が 0以上 2 0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％以下過剰であるチ夕ン酸ラン夕ンジルコン酸鉛、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ことが好ましい。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 2 5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 1 0モル％以下であることが好ましい。

また、第 1の電極層 5 0 3は、チタン又は酸化チタンを含有するとともに、白金、ィリジゥム、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 3 0モル %以下であることが望ましい。

さらに、圧電体層 5 0 5は、 P Z Tを主成分とする圧電材料（P Z T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。

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 5 0 0に一対の振動部 5 0 0 b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。

また、本実施形態における角速度センサにおいては、基板 5 0 0の各振動部 5 0 0 b及び固定部 5 0 0 aの振動部側の部分上に、第 1の電極層 5 0 3と配向制御層 5 0 4と圧電体層 5 0 5と第 2の電極層 5 0 6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 5 0 O b上のみであってもよい。

加えて、上記実施形態では、本発明の圧電素子を、インクジヱヅトヘッド（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、この以外にも、薄膜コンデンサ一、不揮発性メモリ素子の電荷蓄積キャパシ夕、各種ァクチユエ一夕、赤外センサ ―、超音波センサー、圧力センサ一、加速度センサー、流量センサ一、ショックセンサー、圧電トランス、圧電点火素子、圧電スピーカ一、圧電マイクロフォン、圧電フィル夕、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へッドが基板上に設けられたへ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へッドを変位させるディスク装置用薄膜圧電体ァクチユエ一夕（例えば特開 2 0 0 1 - 3 3 2 0 4 1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 c 産業上の利用可能性

本発明の圧電素子は、ィンクジエツト式記録装置のィンクジエツトへッドにおけるィンク吐出用ァクチユエ一夕等の各種ァクチユエ一夕や、音叉型の角速度センサ等の各種センサに有用であり、低コストで、圧電特性に優れていて高信頼性のものが得られる点で産業上の利用可能^は高い。

Claims

言青求の範囲

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（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 面に優先配向したベロブスカイト型酸化物からなり、

上記圧電体層は、菱面体晶系又は正方晶系の（0 0 1 ) 面に優先配向したぺ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、（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 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 . 配向制御層は、ジルコニウムの含有量が 0以上 2 0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夕ンジルコン酸鉛、又は該チ夕ン酸ラン夕ンジルコン酸鉛にマグネシゥ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ことを特徴とする請求項 1記載の圧電素子

3 . 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 2 5モル %以下であることを特徴とする請求項 2記載の圧電素子。

4 . 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 1 0モル％以下であることを特徴とする請求項 2記載の圧電素子。

5 . 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 3 0モル％以下であることを特徴とする請求項 1記載の圧電素子 c

6 . 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 2 nmよりも小さいことを特徴とする請求項 1記載の圧電素子。

7 . 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請求項 1記載の圧電素子。

8 . 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請求項 1記載の圧電素子。

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 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、ィ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ィンクを吐出させるように構成されたィンクジエツトへッドであって、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（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 面に優先配向したベロブスカイト型酸化物からなり、

上記圧電体層は、菱面体晶系又は正方晶系の（0 0 1 ) 面に優先配向したベロブスカイト型酸ィ匕物からなり、

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、（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 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エツトへッド。

1 0 . 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ィンクを吐出させるように構成されたィンクジエツトへッドであつて、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（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 面に優先配向したベロブスカイト型酸化物からなり、

上記圧電体層は、菱面体晶系又は正方晶系の（0 0 1 ) 面に優先配向したベ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、（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 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ィンクジェヅトへヅド。

1 1 . 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夕一ン化された角速度センサであって、

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、（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 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。

1 2 . 配向制御層は、ジルコニウムの含有量が 0以上 2 0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夕ンジルコン酸鉛、又は該チタン酸ランタンジルコン酸鉛にマグネシゥ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ことを特徴とする請求項 1 1記載の角速度センサ。

1 3 . 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 2 5モル％以下であることを特徴とする請求項 1 2記載の角速度センサ。

1 4 . 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 1 0モル％以下であることを特徴とする請求項 1 2記載の角速度センサ。

1 5 . 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 3 0モル％以下であることを特徴とする請求項 1 1記載の角速度センサ。

1 6 . 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 2 n mよりも小さいことを特徴とする請求項 1 1記載の角速度センサ。

1 7 . 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請求項 1 1記載の角速度センサ。

1 8 . 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請求項 1 1記載の角速度センサ。

1 9 . 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の電極層をスパッ夕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ベロブスカイト型酸化物からなる配向制御層をスパッ夕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ベロブスカイト型酸化物からなる圧電体層をスパッ夕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（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 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（0 0 1 ) 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。

2 0 . 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ィンクを吐出させるように構成されたィンクジエツトへ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の電極層をスパッ夕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ベロブスカイト型酸化物からなる配向制御層をスパッ夕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ベロブスカイト型酸化物からなる圧電体層をスパッ夕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ィ匕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（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 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（0 0 1 ) 面に優先配向させる工程であることを特徴とするィンクジエツトへッドの製造方法。

2 1 . 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ィンクを吐出させるように構成されたィンクジエツトへ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の電極層をスパッ夕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（0 0 1 ) 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ヱットへッドの製造方法。

2 2 . 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、

上記配向制御層上に、菱面体晶系又は正方晶系のぺロブスカイト型酸化物からなる圧電体層をスパッ夕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の電極層をパ夕—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の電極層をパ夕—ニングする工程と、

上記基板をパター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（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 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（0 0 1 ) 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。

2 3 . 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、ィンクを収容する圧力室を有する圧力室部材とを有しかつ記録媒体に対して相対移動可能に構成されたインクジヱットへッドを備え、該インクジヱットへッドが記録媒体に対して相対移動しているときに、該インクジェットへッドにおける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、該圧力室に連通するノズル孔から上記記録媒体に吐出させて記録を行うように構成されたインクジェット式記録装置であって、上記インクジエツトへッドの圧電素子の第 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（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 Γ) 面に優先配向したベ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、（ 1 0 0 ) 面又は（0 0 1 ) 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エツト式記録装置。

2 4 . 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、ィンクを収容する圧力室を有する圧力室部材とを有しかつ記録媒体に対して相対移動可能に構成されたィンクジエツトへッドを備え、該インクジェットへッドが記録媒体に対して相対移動しているときに、該インクジェットへッドにおける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、該圧力室に連通するノズル孔から上記記録媒体に吐出させて記録を行うように構成されたインクジェット式記録装置であって、上記インクジエツトへッドの圧電素子の第 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、