JP2007149858A

JP2007149858A - 圧電素子並びに圧電素子を用いた液体噴射ヘッド及び液体噴射装置

Info

Publication number: JP2007149858A
Application number: JP2005340656A
Authority: JP
Inventors: Kinzan Ri; 欣山李; Hiroyuki Kamei; 宏行亀井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-11-25
Filing date: 2005-11-25
Publication date: 2007-06-14

Abstract

【課題】変位量を向上した圧電素子並びに圧電素子を用いた液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】基板の一方面側に設けられた下電極膜６０と、下電極膜６０上に設けられた圧電材料からなる圧電体層７０と、圧電体層７０上に設けられた上電極膜８０とで形成し、この上電極膜８０の硬度を１４ＧＰａ以下とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧電材料からなる圧電体層を具備する圧電素子並びに圧電素子を用いた液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関する。

圧電素子は、例えば、電気機械変換機能を呈する圧電材料からなる圧電体層を２つの電極で挟んで構成され、また圧電体層は、例えば、結晶化した圧電性セラミックスにより構成されている。

また、このような圧電素子を用いた液体噴射ヘッドとしては、例えば、インク滴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て圧力発生室のインクを加圧してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドがある。インクジェット式記録ヘッドには、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したものの２種類が実用化されている。

また、たわみ振動モードのアクチュエータを使用したものとしては、例えば、振動板の表面全体に亙って成膜技術により均一な圧電体膜を形成し、この圧電体層をリソグラフィ法により圧力発生室に対応する形状に切り分けることによって圧力発生室毎に独立するように圧電素子を形成したものが知られている。

このようなインクジェット式記録ヘッド等に用いられる圧電素子は、インク吐出特性を向上するために、その変位量の向上が求められている。そして、この要求に対して、例えば、圧電材料からなる圧電体層の幅を規定する等の多くの提案がなされている（例えば、特許文献１）。例えば、特許文献１に記載の構成においても、圧電素子の変位量を向上することはできると思われる。しかしながら、圧電素子の変位量はできるだけ大きいことが望ましく、さらなる変位量の向上が要求されている。

なお、このような問題は、インクジェット式記録ヘッドに搭載される圧電素子だけでなく、勿論、その他の液体噴射ヘッドに搭載される圧電素子においても同様に存在する。

特開２００４−０６６４９６号公報

本発明はこのような事情に鑑み、変位量を向上した圧電素子並びに圧電素子を用いた液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、基板の一方面側に設けられた下電極膜と、該下電極膜上に設けられた圧電材料からなる圧電体層と、該圧電体層上に設けられた上電極膜とからなり、前記上電極膜の硬度が、１４ＧＰａ以下であることを特徴とする圧電素子にある。
かかる第１の態様では、上電極膜の硬度を所定値以下とすることで、圧電素子の変位量が、所定値よりも大きい硬度の上電極膜を有する圧電素子と比較して大幅に向上する。

本発明の第２の態様は、前記上電極膜が、イリジウム（Ｉｒ）からなり且つその膜厚が３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の圧電素子にある。
かかる第２の態様では、上電極膜の材料及び膜厚を規定することで、圧電素子の変位量がより確実に向上する。

本発明の第３の態様は、前記上電極膜が、イリジウム（Ｉｒ）からなり且つその膜厚が１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下の第１の導電膜と、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）及び銀（Ａｇ）からなる群から選択される少なくとも一種の材料からなり且つその膜厚が３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である第２の導電膜とからなることを特徴とする請求項１に記載の圧電素子にある。
かかる第３の態様では、上電極膜の材料及び膜厚を規定することで、圧電素子の変位量がより確実に向上する。

本発明の第４の態様は、前記上電極膜に対向する領域に開口部を有する保護膜をさらに有し、前記圧電素子の少なくとも前記圧電体層の側面が前記保護膜で覆われていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の圧電素子にある。
かかる第４の態様では、圧電素子の変位量を向上しつつ、大気中の水分に起因する圧電素子の破壊等の発生を防止することができる。

本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様の圧電素子と、一方面側に当該圧電素子が設けられると共に液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第５の態様では、液滴の吐出特性及び耐久性を大幅に向上した液体噴射ヘッドを実現することができる。

本発明の第６の態様は、第５の態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる第６の態様では、ヘッドの信頼性を向上した液体噴射装置を実現することができる。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及びそのＡ−Ａ′断面図である。図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる、厚さ０．５〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。流路形成基板１０には、隔壁１１によって区画された複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４を介して連通されている。なお、連通部１３は、後述する保護基板のリザーバ部と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバの一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。

また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が、後述するマスク膜５２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。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０^-6／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。

一方、流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、二酸化シリコンからなり厚さが例えば、約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、例えば、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）等からなり厚さが例えば、０．１〜０．４μｍの絶縁体膜５５が積層形成されている。また、この絶縁体膜５５上には、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０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の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層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。本実施形態では、下電極膜６０を圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。そして、このような各圧電素子３００の上電極膜８０には、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０がそれぞれ接続され、このリード電極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。

ここで、圧電素子３００を構成する下電極膜６０は、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）等の比較的導電性の高い材料からなり、約０．１〜０．２μｍの厚さで形成されている。また、圧電体層７０は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電材料からなり、約０．５〜５μｍの厚さで形成されている。また、上電極膜８０は、例えば、イリジウム（Ｉｒ）等からなり、数十ｎｍ〜１００ｎｍ程度の厚さで形成されている。上電極膜８０の材料は、特に限定されないが、少なくともイリジウムからなる膜を含んでいることが好ましい。また、上電極膜８０の膜厚は、用いる材料等によって適宜調整することが好ましい。本実施形態では、上電極膜８０がイリジウム（Ｉｒ）からなり、この場合、上電極膜８０の膜厚は、３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とするのが好ましい。

そして、本発明に係る上電極膜８０は、材料等の条件に拘わらず、その硬度が１４ＧＰａ以下となるように形成されている。なお、ここでいう上電極膜８０の硬度とは、ナノメカニカルテスト装置（Hysitron社製）によって測定した値である。

このように、上電極膜８０の硬度を１４ＧＰａ以下とすることで、詳しくは後述するが、電圧を印加した際の圧電素子３００の変位量を大幅に向上することができる。

また、圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上、すなわち、下電極膜６０、弾性膜５０及びリード電極９０上には、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有する圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が、接着剤等によって接合されている。なお、圧電素子保持部３１は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。また、保護基板３０には、連通部１３に対向する領域にリザーバ部３２が設けられており、このリザーバ部３２は、上述したように、流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。また、保護基板３０の圧電素子保持部３１とリザーバ部３２との間の領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられ、この貫通孔３３内に下電極膜６０の一部及びリード電極９０の先端部が露出され、これら下電極膜６０及びリード電極９０には、図示しないが、駆動ＩＣから延設される接続配線の一端が接続される。

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

保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（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）で形成される。この固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路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膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。

ここで、インクジェット式記録ヘッドの製造方法について、図３〜図６を参照して説明する。なお、図３〜図６は、圧力発生室１２の長手方向の断面図である。まず、図３（ａ）に示すように、シリコンウェハである流路形成基板用ウェハ１１０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に弾性膜５０を構成する二酸化シリコン膜５１を形成する。なお、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１１０として、膜厚が約６２５μｍと比較的厚く剛性の高いシリコンウェハを用いている。

次いで、図３（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５１）上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成する。具体的には、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５１）上に、例えば、スパッタ法等によりジルコニウム（Ｚｒ）層を形成後、このジルコニウム層を、例えば、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（ＺｒＯ_２）からなる絶縁体膜５５を形成する。次いで、図３（ｃ）に示すように、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）等からなる下電極膜６０を絶縁体膜５５の全面に形成後、下電極膜６０を所定形状にパターニングする。

次に、図３（ｄ）に示すように、下電極膜６０及び絶縁体膜５５上に、チタン（Ｔｉ）を、例えば、スパッタ法等によって塗布することにより所定の厚さの種チタン層６５を形成する。次に、この種チタン層６５上に、本実施形態では、チタン酸ジルコン酸鉛からなる圧電体層７０を形成する。なお、本実施形態では、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層７０を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層７０を形成した。また、圧電体層７０の製造方法は、ゾル−ゲル法に限定されず、例えば、ＭＯＤ(Metal-Organic Decomposition)法等を用いてもよい。

圧電体層７０の形成手順の一例としては、まず、図４（ａ）に示すように、種チタン層６５上にＰＺＴ前駆体膜である圧電体前駆体膜７１を成膜する。すなわち、流路形成基板用ウェハ１１０上に金属有機化合物を含むゾル（溶液）を塗布する。次いで、圧電体前駆体膜７１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７１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７１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、ＮＯ_２、ＣＯ_２、Ｈ_２Ｏ等として離脱させることである。

そして、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、図４（ｂ）に示すように、圧電体前駆体膜７１を所定厚に形成し、この圧電体前駆体膜７１を拡散炉で加熱処理することによって結晶化させて圧電体膜７２を形成する。すなわち、圧電体前駆体膜７１を焼成することで種チタン層６５を核として結晶が成長して圧電体膜７２が形成される。なお、焼成温度は、６５０〜８５０℃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７１を焼成して圧電体膜７２を形成する。なお、このように形成した圧電体膜７２の結晶は（１００）面に優先配向する。

さらに、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、図４（ｃ）に示すように、例えば、５層の圧電体膜７２からなる所定厚さの圧電体層７０を形成する。なお、このように複数回焼成を行って圧電体層７０を形成する場合には、トータルの焼成（加熱）時間を、０．５〜３時間以内とするのが好ましい。

そして、このように圧電体層７０を形成した後は、図５（ａ）に示すように、例えば、イリジウムからなる上電極膜８０を流路形成基板用ウェハ１１０の全面に形成する。具体的には、流路形成基板用ウェハ１１０上に、ＤＣ又はＦＲスパッタ法によって上電極膜８０を形成する。このときの成膜条件としては、スパッタ圧力を０．４（Ｐａ）よりも大きく４．０（Ｐａ）以下とし、加熱温度を常温〜２５０（℃）とし、パワー密度を２〜２０（ｋＷ／ｍ^２）とするのが好ましい。これにより、上電極膜８０の硬度を、確実に１４（ＧＰａ）以下とすることができる。

次いで、図５（ｂ）に示すように、圧電体層７０及び上電極膜８０を、各圧力発生室１２に対向する領域にパターニングして圧電素子３００を形成する。次に、リード電極９０を形成する。具体的には、図５（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の全面に亘って、例えば、金（Ａｕ）等からなる金属層９１を形成する。その後、例えば、レジスト等からなるマスクパターン（図示なし）を介して金属層９１を各圧電素子３００毎にパターニングすることでリード電極９０が形成される。

次に、図５（ｄ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の圧電素子３００側に、シリコンウェハであり複数の保護基板３０となる保護基板用ウェハ１３０を接合する。なお、この保護基板用ウェハ１３０は、例えば、４００μｍ程度の厚さを有するため、保護基板用ウェハ１３０を接合することによって流路形成基板用ウェハ１１０の剛性は著しく向上することになる。

次いで、図６（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０をある程度の厚さとなるまで研磨した後、さらにフッ硝酸によってウェットエッチングすることにより流路形成基板用ウェハ１１０を所定の厚みにする。例えば、本実施形態では、約７０μｍ厚になるように流路形成基板用ウェハ１１０をエッチング加工した。次いで、図６（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０上に、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなるマスク膜５２を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、このマスク膜５２を介して流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチングすることにより、図６（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０に圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４等を形成する。

なお、その後は、流路形成基板用ウェハ１１０及び保護基板用ウェハ１３０の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、流路形成基板用ウェハ１１０の保護基板用ウェハ１３０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板用ウェハ１３０にコンプライアンス基板４０を接合し、流路形成基板用ウェハ１１０等を図１に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０等に分割することによって、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドとする。

ここで、下記表１に示す硬度の上電極膜を有する実施例１〜３及び比較例１，２の圧電素子を作製し、各実施例及び各比較例の圧電素子の変位量を調べた結果を図７に示す。なお、実施例２，３、比較例１の上電極膜の硬度及び圧電素子の変位量（ｎｍ）は、複数サンプルの平均値である。

図７に示す結果から分かるように、圧電素子の変位量（ｎｍ）は、上電極膜の硬度によって変化し、上電極膜の硬度が１４（ＧＰａ）以下となると急激に上昇する。そして、このことから明らかなように、上電極膜の硬度を１４（ＧＰａ）以下とした本発明の構成では、圧電素子の変位量を大幅に上昇することができる。

（実施形態２）
図８は、実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドを構成する圧電素子の幅方向の断面図である。本実施形態は、上電極膜の変形例であり、図８に示すように、上電極膜８０Ａを複数層で形成するようにした以外は、実施形態１と同様である。本実施形態では、上電極膜８０Ａは、イリジウム（Ｉｒ）からなり膜厚が１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下である第１導電膜８１と、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）及び銀（Ａｇ）からなる群から選択される少なくとも一種の材料からなり且つその膜厚が３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である第２の導電膜８２とからなる。そして、このような本実施形態の構成としても、上電極膜８０Ａの硬度が１４（ＧＰａ）以下であれば、実施形態１と同様に、圧電素子３００の変位量を大幅に向上することができる。

なお、第１の導電膜８１と第２の導電膜８２の積層順は、第１の導電膜８１上に第２の導電膜８２を積層するのが好ましい。例えば、白金（Ｐｔ）からなる第２の導電膜をＰＺＴからなる圧電体層上に形成すると、通電時に、第２の導電膜である白金の触媒作用で吸着された水分を還元し水素を放出することによって圧電体層が劣化等の問題が生じる虞があるからである。

（実施形態３）
図９は、実施形態３に係るインクジェット式記録ヘッドを構成する圧電素子の幅方向の断面図である。本実施形態は、圧電体層７０の側面を覆う保護膜２００をさらに設けるようにした例である。具体的には、図９に示すように、上電極膜８０に対向する領域に開口部２０１を有する保護膜２００が設けられ、圧電体層７０の露出した表面（側面）がこの保護膜２００によって覆われている以外は、実施形態１と同様である。すなわち、本実施形態は、圧電体層７０の側面を保護膜２００で覆い、且つ上電極膜８０は、保護膜２００で覆われないようにしている。

このような本実施形態の構成では、圧電体層７０の表面が保護膜２００で覆われているため、大気中の水分等に起因する圧電体層７０の破壊が防止され、また保護膜２００の上電極膜８０に対向する領域に開口部２０１を設けるようにしているため、圧電素子３００の変位量は低下することはなく、上述の実施形態と同様に大幅に向上する。

（他の実施形態）
以上、各実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。また、上述したインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図１０は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図１０に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。

そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラ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。

なお、上述した実施形態１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することができる。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、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）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。さらに、本発明は、液体噴射ヘッドに利用される圧電素子だけでなく、他のあらゆる装置、例えば、マイクロホン、発音体、各種振動子、発信子等に搭載される圧電素子にも適用できることは言うまでもない。

本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。上電極膜の硬度と圧電素子の変位量の関係を示すグラフである。本発明の実施形態２に係る圧電素子の幅方向の断面図である。本発明の実施形態３に係る圧電素子の幅方向の断面図である。本発明の一実施形態に係る記録装置の概略図である。

符号の説明

１０流路形成基板、１２圧力発生室、２０ノズルプレート、２１ノズル開口、３０保護基板、４０コンプライアンス基板、６０下電極膜、７０圧電体層、８０上電極膜、９０リード電極、１００リザーバ、２００保護膜、開口部２０１、３００圧電素子

Claims

基板の一方面側に設けられた下電極膜と、該下電極膜上に設けられた圧電材料からなる圧電体層と、該圧電体層上に設けられた上電極膜とからなり、前記上電極膜の硬度が、１４ＧＰａ以下であることを特徴とする圧電素子。
前記上電極膜が、イリジウム（Ｉｒ）からなり且つその膜厚が３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の圧電素子。
前記上電極膜が、イリジウム（Ｉｒ）からなり且つその膜厚が１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下の第１の導電膜と、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）及び銀（Ａｇ）からなる群から選択される少なくとも一種の材料からなり且つその膜厚が３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である第２の導電膜とからなることを特徴とする請求項１に記載の圧電素子。
前記上電極膜に対向する領域に開口部を有する保護膜をさらに有し、前記圧電素子の少なくとも前記圧電体層の側面が前記保護膜で覆われていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の圧電素子。
請求項１〜４の何れかに記載の圧電素子と、一方面側に当該圧電素子が設けられると共に液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項５に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。