圧電素子、液体噴射ヘッド、および液体噴射装置
【課題】信頼性の高い圧電素子を提供する。
【解決手段】本発明に係る圧電素子１００は、第１電極１０と、第１電極１０の上方に、長手方向と短手方向とを有して形成された圧電体層２０と、圧電体層２０の上方に形成された第２電極３０と、を含み、圧電体層２０の前記短手方向の側面２２の少なくとも一部は、凹凸面２３であり、第２電極３０から第１電極１０に向かうに従って、圧電体層２０の前記短手方向の幅Ｗｙは、凹凸面２３によって変化する。
【解決手段】本発明に係る圧電素子１００は、第１電極１０と、第１電極１０の上方に、長手方向と短手方向とを有して形成された圧電体層２０と、圧電体層２０の上方に形成された第２電極３０と、を含み、圧電体層２０の前記短手方向の側面２２の少なくとも一部は、凹凸面２３であり、第２電極３０から第１電極１０に向かうに従って、圧電体層２０の前記短手方向の幅Ｗｙは、凹凸面２３によって変化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子、液体噴射ヘッド、および液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子は、電圧印加によりその形状を変化させる特性を有する素子であり、圧電体層を上部電極および下部電極で挟んだ構造を有する。圧電素子は、例えばインクジェットプリンターの液体噴射ヘッド部分や、各種アクチュエーターなど多様な用途に用いられている。
【０００３】
例えば特許文献１には、下部電極を共通電極とし、上部電極を個別電極とした形態の圧電素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１７８２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧電素子は、その製造時または駆動時などにおいて、圧電体層の側面に水分等が付着する場合があり、圧電体層の側面が、上部電極と下部電極との間のリークパスとなることがある。上部電極と下部電極との間にリーク電流が発生すると、圧電体層が焼損し、圧電素子の信頼性が低下することがある。
【０００６】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、信頼性の高い圧電素子を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記圧電素子を含む液体噴射ヘッド、および液体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る圧電素子は、
第１電極と、
前記第１電極の上方に、長手方向と短手方向とを有して形成された圧電体層と、
前記圧電体層の上方に形成された第２電極と、
を含み、
前記圧電体層の前記短手方向の側面の少なくとも一部は、凹凸面であり、
前記第２電極から前記第１電極に向かうに従って、前記圧電体層の前記短手方向の幅は、前記凹凸面によって変化する。
【０００８】
このような圧電素子によれば、例えば、圧電体層の側面が平坦な面である場合に比べて、第１電極と第２電極との間の側面長（電極間の側面に沿った長さ）を大きくすることができる。したがって、圧電体層の側面を経由する電極間のリーク電流を低減することができる。よって、このような圧電体素子は、高い信頼性を有することができる。
【０００９】
なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）の「上方」に他の特定のもの（以下「Ｂ」という）を形成する」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。
【００１０】
本発明に係る圧電素子において、
前記圧電体層と前記第１電極とは、交差しており、
前記第１電極の外周と交差する点において前記圧電体層の前記短手方向の側面は、平坦な面であってもよい。
【００１１】
このような圧電素子によれば、能動部と非能動部との境界である応力が集中しやすい部分において、変位を抑えることができ、応力集中によるクラック等の発生を抑制することができる。
【００１２】
本発明に係る圧電素子において、
前記第２電極の前記短手方向の幅は、前記圧電体層の前記短手方向の幅の最小値より小さくてもよい。
【００１３】
このような圧電素子によれば、第２電極の大きさによって、圧電体層の能動部の大きさを決定することができる。
【００１４】
本発明に係る圧電素子において、
前記第２電極の前記短手方向の側面は、前記圧電体層の前記短手方向の側面に接続されていてもよい。
【００１５】
このような圧電素子によれば、被覆層を形成した場合に、前記圧電体層と前記第２電極との界面を、より確実に保護することができる。
【００１６】
本発明に係る圧電素子において、
前記圧電体層の前記短手方向の側面は、被覆層によって覆われており、
前記被覆層のヤング率は、前記圧電体層のヤング率より小さくてもよい。
【００１７】
このような圧電素子によれば、圧電体層の側面に被覆層が形成されていても、圧電体層の変位量が低下することを抑制できる。
【００１８】
本発明に係る圧電素子において、
前記圧電体層の前記短手方向の側面は、前記圧電体層の上面に接続された平坦面を有し、
前記凹凸面は、前記平坦面に接続され、
前記平坦面および前記第２電極の側面は、第１被覆層によって覆われており、
前記凹凸面は、第２被覆層によって覆われており、
前記第２被覆層のヤング率は、前記第１被覆層のヤング率および前記圧電体層のヤング率より小さくてもよい。
【００１９】
このような圧電素子によれば、圧電体層と第２電極との界面に水分等が浸入することを防ぎつつ、圧電体層の変位量が低下することを抑制できる。
【００２０】
本発明に係る圧電素子において、
前記第１被覆層の材質は、酸化アルミニウムであり、
前記第２被覆層の材質は、ポリイミドであってもよい。
【００２１】
このような圧電素子によれば、圧電体層と第２電極との界面に水分等が浸入することを防ぎつつ、圧電体層の変位量が低下することを抑制できる。
【００２２】
本発明に係る液体噴射ヘッドは、
本発明に係る圧電素子を含む。
【００２３】
このような液体噴射ヘッドによれば、本発明に係る圧電素子を含むため、高い信頼性を有することができる。
【００２４】
本発明に係る液体噴射装置は、
本発明に係る液体噴射ヘッドを含む。
【００２５】
このような液体噴射装置によれば、本発明に係る液体噴射ヘッドを含むため、高い信頼性を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図２】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す平面図。
【図３】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図４】本実施形態に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図および平面図。
【図５】本実施形態に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図および平面図。
【図６】本実施形態に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図および平面図。
【図７】本実施形態の第１変形例に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図８】本実施形態の第１変形例に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図９】本実施形態の第１変形例に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１０】本実施形態の第２変形例に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図１１】本実施形態の第２変形例に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１２】本実施形態の第２変形例に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１３】本実施形態の第２変形例に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１４】本実施形態の第２変形例に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１５】本実施形態の第２変形例に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１６】本実施形態の第２変形例に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１７】本実施形態の第３変形例に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図１８】本実施形態の第４変形例に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図１９】本実施形態の第４変形例に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図２０】本実施形態の第４変形例に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図２１】本実施形態の第４変形例に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図２２】本実施形態に係る実験例のＳＥＭ観察結果。
【図２３】本実施形態に係る液体噴射ヘッドを模式的に示す断面図。
【図２４】本実施形態に係る液体噴射ヘッドを模式的に示す分解斜視図。
【図２５】本実施形態に係る液体噴射装置を模式的に示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
１． 圧電素子
まず、本実施形態に係る圧電素子について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る圧電素子１００を模式的に示す断面図である。図２は、本実施形態に係る圧電素子１００を模式的に示す平面図である。図３は、本実施形態に係る圧電素子１００を模式的に示す断面図である。なお、図１は、図２のＩ−Ｉ線断面図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。また、便宜上、図２では、第２電極３０の図示を省略している。
【００２９】
圧電素子１００は、図１および図２に示すように、第１電極１０と、圧電体層２０と、第２電極３０と、を含む。圧電素子１００は、例えば、基板１上に形成されている。
【００３０】
基板１は、例えば、半導体、絶縁体で形成された平板である。基板１は、単層であっても、複数の層が積層された構造であってもよい。基板１は、上面が平面的な形状であれば内部の構造は限定されず、例えば、内部に空間等が形成された構造であってもよい。
【００３１】
基板１は、可撓性を有し、圧電体層２０の動作によって変形（屈曲）することのできる振動板を含んでいてもよい。振動板の材質としては、例えば、酸化シリコン、酸化ジルコニウム、またはこれらの積層体が挙げられる。
【００３２】
第１電極１０は、基板１上に形成されている。第１電極１０の形状は、例えば、層状または薄膜状である。第１電極１０の厚みは、例えば、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。第１電極１０の平面形状は、第２電極３０が対向して配置されたときに両者の間に圧電体層２０を配置できる形状であれば、特に限定されないが、例えば、矩形ある。
【００３３】
第１電極１０の材質としては、例えば、ニッケル、イリジウム、白金などの各種の金属、それらの導電性酸化物（例えば酸化イリジウムなど）、ストロンチウムとルテニウムとの複合酸化物（ＳｒＲｕＯｘ：ＳＲＯ）、ランタンとニッケルとの複合酸化物（ＬａＮｉＯｘ：ＬＮＯ）が挙げられる。第１電極層１０は、上記に例示した材料の単層構造でもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。
【００３４】
第１電極１０は、第２電極３０と一対になって、圧電体層２０に電圧を印加するための一方の電極（例えば、圧電体層２０の下方に形成された下部電極）となることができる。
【００３５】
なお、基板１が振動板を有さず、第１電極１０が振動板としての機能を有していてもよい。すなわち、第１電極１０は、圧電体層２０に電圧を印加するための一方の電極としての機能と、圧電体層２０の動作によって変形することのできる振動板としての機能と、を有していてもよい。
【００３６】
また、図示はしないが、第１電極１０と基板１との間には、例えば、両者の密着性を付与する層や、強度や導電性を付与する層が形成されてもよい。このような層の例としては、例えば、チタン、ニッケル、イリジウム、白金などの各種の金属、それらの酸化物の層が挙げられる。
【００３７】
圧電体層２０は、図１に示すように、第１電極１０上に形成されている。圧電体層２０の形状は、例えば、層状または薄膜状である。圧電体層２０の厚みは、例えば、３００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である。
【００３８】
圧電体層２０は、図２に示すように平面視において、Ｘ軸方向に延出している。圧電体層２０は、Ｘ軸方向に沿う長手方向と、Ｙ軸方向に沿う短手方向と、を有している。圧電体層２０は、第１電極１０と交差していてもよい。圧電体層２０は、複数設けられていてもよい。図示の例では、圧電体層２０は、３つ設けられているが、その数は特に限定されない。複数の圧電体層２０は、例えば、Ｙ軸方向に沿って、配列している。なお、複数の圧電体層２０は、図示せぬ部分で、一体的に互いに接続されていてもよい。
【００３９】
圧電体層２０の側面２２の少なくとも一部は、図１および図２に示すように、凹凸面２３である。図２に示す例では、凹凸面２３の少なくとも一部は、第１電極１０の外周１２の内側であって、圧電体層２０の長手方向（Ｘ軸方向）に沿う側面に形成されている。側面２２は、短手方向の側面といえる。
【００４０】
図１に示すように、圧電体層２０の幅（短手方向の幅、すなわちＹ軸方向の長さ）Ｗｙは、第２電極３０から第１電極１０に向かうに従って、凹凸面２３により変化する。すなわち、圧電体層２０の側面２２は、第２電極３０から第１電極１０に向かう方向に沿って、凹凸を有しているともいえる。凹凸面２３の形状は、特に限定されないが、例えば、隣り合う凸部の頂点２３ａと凹部の頂点２３ｂとの間のＹ軸方向における距離Ｄは、５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。図示の例では、１つの側面２２において凸部の頂点２３ａは、４つ形成されているが、その数は特に限定されない。
【００４１】
圧電体層２０は、実質的な変位駆動部分となる能動部２８と、能動的には駆動しない非能動部２９と、を有する。能動部２８は、第１電極１０と第２電極３０とに挟まれた圧電体層２０の部分であって、一定の幅（短手方向の幅）Ｗ１を有する部分である。幅Ｗ１は、第２電極３０から第１電極１０に向かう方向において、一定の値である。図示の例では、能動部２８の幅Ｗ１は、圧電体層２０の幅Ｗｙの最小値と同じであり、より具体的には、上面２６のＹ軸方向の長さと同じである。能動部２８は、２つの非能動部２９に挟まれている。凹凸面２３は、非能動部２９を構成している。
【００４２】
図２に示すように平面視において、圧電体層２０は、第１電極１０の外周１２を跨いで形成されている。すなわち、圧電体層２０は、外周１２と交差する点２を有する。外周１２と重なる圧電体層２０の側面２２（点２における圧電体層２０の側面２２）は、図３に示すように、例えば、平坦な面である。外周１２と重なる圧電体層２０の側面２２は、圧電体層２０の上面２６に鈍角θで接続されている。
【００４３】
圧電体層２０としては、ペロブスカイト型酸化物の圧電材料を用いることができる。より具体的には、圧電体層２０の材質としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３：ＰＺＴ）、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｂ）Ｏ３：ＰＺＴＮ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、ニオブ酸カリウムナトリウム（（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３）が挙げられる。
【００４４】
圧電体層２０は、圧電性を有することができ、第１電極１０および第２電極３０によって電圧が印加されることで変形することができる。
【００４５】
第２電極３０は、圧電体層２０上に形成されている。第２電極３０は、第１電極１０と対向して配置されている。第２電極３０の形状は、例えば、層状または薄膜状の形状である。第２電極３０の厚みは、例えば、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。第２電極３０の平面形状は、第１電極１０に対向して配置されたときに両者の間に圧電体層２０を配置できる形状であれば、特に限定されない。
【００４６】
第２電極３０の材質は、例えば、ニッケル、イリジウム、白金などの各種の金属、それらの導電性酸化物（例えば酸化イリジウムなど）、ストロンチウムとルテニウムとの複合酸化物（ＳｒＲｕＯｘ：ＳＲＯ）、ランタンとニッケルとの複合酸化物（ＬａＮｉＯｘ：ＬＮＯ）などを例示することができる。第２電極３０は、これら例示した材料の単層構造でもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。
【００４７】
第２電極３０の機能の一つとしては、第１電極１０と一対になって、圧電体層２０に電圧を印加するための他方の電極（例えば、圧電体層２０の上方に形成された上部電極）となることが挙げられる。
【００４８】
第２電極３０は、複数の圧電体層２０に対応して複数設けられてもよい。図２に示す例では、３つの圧電体層２０に対応して、第２電極３０は、３つ設けられてもよい。複数の第２電極３０は、互いに電気的に分離していてもよい。一方、第１電極１０は、複数の圧電体層２０に対して、共通した電極であってもよい。すなわち、複数の圧電体層２０に対して、第２電極３０は、個別電極であり、第１電極１０は、共通電極であってもよい。これにより、複数の圧電体層２０の各々を、独立して駆動させることができる。第２電極３０は、Ｘ軸方向に沿う長手方向と、Ｙ軸方向に沿う短手方向と、を有していてもよい。
【００４９】
以上のような圧電素子１００は、例えば、圧力発生室内の液体を加圧する圧電アクチュエーターとして、液体噴射ヘッドや、該液体噴射ヘッドを用いた液体噴射装置（インクジェットプリンター）などに適用されてもよいし、圧電体層の変形を電気信号として検出する圧電センサー等その他の用途として用いてもよい。
【００５０】
本実施形態に係る圧電素子１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００５１】
圧電素子１００によれば、圧電体層２０の側面（短手方向の側面）２２の少なくとも一部は、凹凸面２３であり、第２電極３０から第１電極１０に向かうに従って、圧電体層２０の幅（短手方向の幅）Ｗｙは、凹凸面２３によって変化する。そのため、例えば、圧電体層の側面が平坦な面である場合に比べて、第１電極１０と第２電極３０との間の側面長（電極１０，３０間の側面２２に沿った長さ）を大きくすることができる。したがって、側面２２を経由する電極１０，３０間のリーク電流を低減することができる。よって、圧電体素子１００は、高い信頼性を有することができる。
【００５２】
仮に、電極間の側面長を大きくするために、圧電体層の上面に対する側面の角度（図１に示すθ）を大きくすることも考えられる。このような形態では、平坦な圧電体層の側面であっても、電極間の側面長を大きくすることができるが、非能動部の体積も大きくなる。非能動部の体積が大きくなると、非能動部によって能動部の動作が制限され、圧電素子の変位量が低下するという問題が生じる場合がある。本実施形態に係る圧電素子１００では、このような変位量の低下を回避しつつ、電極１０，３０間の側面長を大きくすることができる。
【００５３】
圧電素子１００によれば、圧電体層２０と第１電極１０とは、平面視において、交差しており、第１電極１０の外周１２と重なる圧電体層２０の側面２２は、平坦な面であることができる。第１電極１０の外周１２と重なる圧電体層２０は、能動部と非能動部との境界であるため応力が集中しやすい部分である。このような部分では、側面２２を凹凸面２３とせずに平坦な面とし、変位を抑えることで、応力集中によるクラック等の発生を抑制することができる。
【００５４】
２． 圧電素子の製造方法
次に、本実施形態に係る圧電素子１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図４〜図６は、本実施形態に係る圧電素子１００の製造工程を模式的に示す図である。なお、図４〜図６において、（ａ）は、図１に対応する断面図であり、（ｂ）は、図２に対応する平面図である。
【００５５】
図４に示すように、基板１上に、第１電極１０を形成する。第１電極１０は、例えば、スパッタ法、めっき法、真空蒸着法などにより導電層（図示せず）を成膜し、該導電層をパターニングすることによって形成される。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって行われる。
【００５６】
次に、第１電極１０上に、圧電体層２０ａを成膜する。圧電体層２０ａは、例えば、ゾルゲル法、ＭＯＤ（Metal Organic Deposition）法により成膜される。より具体的には、圧電体の前駆体層をスピンコートで成膜し、酸素雰囲気中で７５０℃程度で焼成することにより、前駆体層を結晶化させる。この成膜・焼成工程を複数回繰り返すことにより、所望の膜厚を有する圧電体層２０ａを得ることができる。例えば、成膜・焼成工程の回数によって、凸部の頂点２３ａ（図１参照）の数を決定することができる。
【００５７】
次に、圧電体層２０ａ上に第２電極３０ａを成膜する。第２電極３０ａは、例えば、スパッタ法、めっき法、真空蒸着法により成膜される。次に、圧電体層２０ａ上に、所望の形状を有するレジストＲ１を形成する。レジストＲ１は、公知の方法により形成される。
【００５８】
図５に示すように、レジストＲ１をマスクとして、第２電極３０ａおよび圧電体層２０ａをエッチングする。これにより、第２電極３０が形成される。エッチングは、例えば、塩素系およびフッ素系の混合ガスを用いたドライエッチングより行われる。なお、レジストＲ１は、公知の方法により除去される。
【００５９】
図６（ｂ）に示すように、第１電極１０の外周１２を含む領域（第１電極１０と基板１の境界線を含む領域）に、所望の形状を有するレジストＲ２を形成する。レジストＲ２は、公知の方法により形成される。
【００６０】
図１および図２に示すように、第２電極３０およびレジストＲ２をマスクとして、圧電体層２０ａをエッチングし、圧電体層２０を形成する。エッチングは、ウェットエッチングにより行われる。上述のように、スピンコートによる成膜・焼成を複数回繰り返して圧電体層２０ａを形成した場合、その焼成界面がウェットエッチングにより選択的に除去されやすい。そのため、圧電体層２０の側面２２に、凹凸面２３を形成することができる。ウェットエッチングのエッチング液としては、例えば、２０％バッファードフッ酸、硝酸、および塩酸の混合液を用いることができる。例えば、バッファードフッ酸のみでエッチングを行い、その際に生じた残渣物を硝酸で除去する２段階の方法で、エッチングを行ってもよい。バッファードフッ酸を使用すると、サイドエッチング量を小さくすることができる。
【００６１】
なお、第１電極１０の外周１２と重なる圧電体層２０ａは、レジストＲ２によりマスクされているため、図３に示すように、外周１２と重なる圧電体層２０の側面２２は、ウェットエッチングによりエッチングされず、平坦な面となることができる。なお、レジストＲ２は、公知の方法により除去される。
【００６２】
以上の工程により、圧電素子１００を製造することができる。
【００６３】
圧電素子１００の製造方法によれば、上記のとおり、圧電体層２０の側面２２に凹凸面２３を形成することができるので、高い信頼性を有する圧電素子１００を形成することができる。
【００６４】
３． 圧電素子の変形例
３．１． 第１変形例に係る圧電素子
次に、本実施形態の第１変形例に係る圧電素子について、図面を参照しながら説明する。図７は、本実施形態の第１変形例に係る圧電素子２００を模式的に示す断面図であって、図１に対応するものである。
【００６５】
以下、本実施形態の第１変形例に係る圧電素子２００において、本実施形態に係る圧電素子１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。このことは、後述する、本実施形態の第２変形例に係る圧電素子３００、および本実施形態の第３変形例に係る圧電素子４００においても、同様である。
【００６６】
圧電素子１００の例では、図１に示すように、第２電極３０の幅は、圧電体層２０の幅Ｗｙの最小値より大きかった。
【００６７】
これに対し、圧電素子２００では、図７に示すように、第２電極３０の幅Ｗ２（第２電極の短手方向の幅であって、第２電極３０の幅の最大値）は、圧電体層２０の幅Ｗｙの最小値より小さい。これにより、第２電極３０の面積によって、圧電体層２０の能動部２８の面積を決定することができる。すなわち、能動部２８の幅Ｗ１は、第２電極３０の幅Ｗ２と同じ大きさとなる。図示の例では、第２電極３０の側面（短手方向の側面）３２は、圧電体層２０の上面２６に接続されている。
【００６８】
次に、本実施形態の第１変形例に係る圧電素子２００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図８および図９は、本実施形態の第１変形例に係る圧電素子２００の製造工程を模式的に示す断面図であって、図７に対応している。なお、本実施形態の圧電素子１００の製造方法と基本的に同じ工程については、その説明を簡略化ないし省略する。
【００６９】
圧電素子２００の製造方法では、第２電極３０ａ上にレジストＲ１を形成した後（図４参照）、図８に示すように、レジストＲ１をマスクとして、第２電極３０ａをエッチングし、第２電極３０を形成する。
【００７０】
図９に示すように、第２電極３０上および圧電体層２０ａ上に、所望の形状を有するレジストＲ３を形成する。レジストＲ３は、公知の方法により形成される。レジストＲ３は、第２電極３０の面積より大きな面積を有する。レジストＲ３の寸法と第２電極３０の寸法との差は、後述するウェットエッチングにおいて圧電体層２０ａに生じるサイドエッチング量よりも大きいことが好ましい。
【００７１】
図７に示すように、レジストＲ３をマスクとして、圧電体層２０ａをエッチングする。エッチングは、ウェットエッチングにより行われる。これにより、凹凸面２３を有する圧電体層２０を形成することができる。なお、レジストＲ３は、公知の方法により除去される。
【００７２】
以上の工程により、圧電素子２００を製造することができる。
【００７３】
３．２． 第２変形例に係る圧電素子
次に、本実施形態の第２変形例に係る圧電素子について、図面を参照しながら説明する。図１０は、本実施形態の第２変形例に係る圧電素子３００を模式的に示す断面図であって、図１に対応するものである。
【００７４】
圧電素子３００では、図１０に示すように、圧電体層２０の側面２２は、凹凸面２３と、平坦面２４と、によって構成されている。平坦面２４は、圧電体層２０の上面２６に接続されている。凹凸面２３は、平坦面２４に接続されており、さらに、圧電体層２０の下面２７に接続されている。図示の例では、第２電極３０の側面３２は、圧電体層２０の側面２２（平坦面２４）に接続されている。平坦面２４と第２電極３０の側面３２とは、連続しているともいえる。
【００７５】
次に、本実施形態の第２変形例に係る圧電素子３００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図１１および図１２は、本実施形態の第２変形例に係る圧電素子３００の製造工程を模式的に示す断面図であって、図１０に対応している。なお、本実施形態に係る圧電素子１００の製造方法と基本的に同じ工程については、その説明を簡略化ないし省略する。
【００７６】
圧電素子３００の製造方法では、第２電極３０ａ上にレジストＲ１を形成した後（図４参照）、図１１に示すように、レジストＲ１をマスクとして、第２電極３０ａおよび圧電体層２０ａの一部をエッチングする。これにより、平坦面２４が形成される。圧電体層２０ａのエッチング量によって、平坦面２４の大きさを決定することができる。
【００７７】
図１２に示すに、第２電極３０上および圧電体層２０ａ上に、所望の形状を有するレジストＲ４を形成する。レジストＲ４は、第２電極３０の面積より大きな面積をし、第２電極３０および平坦面２４を覆うように形成される。レジストＲ４は、公知の方法により形成される。
【００７８】
図１０に示すように、レジストＲ４をマスクとして、圧電体層２０ａをエッチングする。エッチングは、ウェットエッチングにより行われる。これにより、凹凸面２３が形成され、凹凸面２３および平坦面２４を有する圧電体層２０を形成することができる。なお、レジストＲ４は、公知の方法により除去される。
【００７９】
以上の工程により、圧電素子３００を製造することができる。
【００８０】
次に、本実施形態の第２変形例に係る圧電素子３００の別の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図１３〜図１６は、本実施形態の第２変形例に係る圧電素子３００の製造工程を模式的に示す断面図であって、図１０に対応している。なお、本実施形態に係る圧電素子１００の製造方法と基本的に同じ工程については、その説明を簡略化ないし省略する。
【００８１】
圧電素子３００の別の製造方法では、図１３に示すように、第１電極１０上に、第１圧電体層３２０を成膜する。第１圧電体層３２０は、ゾルゲル法、ＭＯＤ法により成膜される。より具体的には、圧電体の前駆体層をスピンコートで成膜し、酸素雰囲気中で７５０℃程度で焼成することにより、前駆体層を結晶化させる。この成膜・焼成工程を複数回繰り返すことにより、所望の膜厚を有する第１圧電体層３２０を得ることができる。次に、圧電体層３２０上に、所望の形状を有するレジストＲ５を形成する。レジストＲ５は、公知の方法により形成される。
【００８２】
図１４に示すように、レジストＲ５をマスクとして、第１圧電体層３２０をエッチングする。エッチングは、バッファードフッ酸をエッチング液としたウェットエッチングによって行われる。これにより、第１圧電体層３２０の側面に、凹凸面２３を形成することができる。ここで、バッファードフッ酸は、少なくとも第１圧電体層３２０を形成する一部の材料しか溶かさないように調整される。または、バッファードフッ酸は、結晶粒界のように、第１圧電体層３２０のきちんとした結晶になっていない部分を選択的に溶かすように調整される。このようなバッファードフッ酸を用いたウェットエッチングにより、第１圧電体層３２０は全て除去されず、溶解しない元素を含んだ酸化物やエッチング溶液の成分と反応した反応物が残る。これによって、多孔質性のポーラス層３２２を形成することができる。
【００８３】
図１５に示すように、第１圧電体層３２０上およびポーラス層３２２上に、第２圧電体層３２４を成膜する。第２圧電体層３２４は、例えば、第１圧電体層３２０の同じ方法で成膜される。次に、第２圧電体層３２４上に、第２電極３０ａを成膜する。次に、第２電極３０ａ上に、所望の形状を有するレジストＲ６を形成する。レジストＲ６は、公知の方法により形成される。
【００８４】
図１６に示すように、レジストＲ６をマスクとして、第２電極３０ａおよび圧電体層３２４をエッチングし、第２電極３０および圧電体層２０を形成する。エッチングは、ドライエッチングにより行われ、これにより、平坦面２４を形成することができる。なお、レジストＲ６は、公知の方法により除去される。
【００８５】
図１０に示すように、ポーラス層３２２を、エッチングにより選択的に除去する。エッチングは、例えば、硝酸をエッチング液としたウェットエッチングにより行われる。
【００８６】
以上の工程によっても、圧電素子３００を製造することができる。図１３〜図１６に示した製造方法によれば、第１圧電体層３２０の厚みによって、凹凸面２３を形成する領域を決定することができる。すなわち、凹凸面２３を形成する領域を、精度よく形成することができる。
【００８７】
３．３． 第３変形例に係る圧電素子
次に、本実施形態の第３変形例に係る圧電素子について、図面を参照しながら説明する。図１７は、本実施形態の第３変形例に係る圧電素子４００を模式的に示す断面図であって、図１に対応するものである。
【００８８】
圧電素子４００は、図１７に示すように、被覆層４０を有する。被覆層４０は、第１電極１０の上面１４、圧電体層２０の側面２２、第２電極３０の側面３２、および第２電極３０の上面３４の一部を覆って形成されている。被覆層４０は、水分等から圧電体層２０を保護する機能を有することができる。
【００８９】
被覆層４０としては、圧電体層２０よりヤング率の小さい材料を用いることができる。具体的には、被覆層４０の材質としては、ポリイミドが挙げられる。これにより、圧電体層２０の側面２２に被覆層４０が形成されていても、圧電体層２０の変位量が低下することを抑制できる。
【００９０】
第１電極１０の上面１４に形成された被覆層４０の厚みＴ１は、第２電極３０の上面３４に形成された被覆層４０の厚みＴ２より大きい。厚みＴ１は、例えば、１μｍ程度であり、厚みＴ２は、例えば、０．５μｍ程度である。これにより、被覆層４０によって、圧電体層２０の側面２２を確実に保護することができ、信頼性を向上させることができる。
【００９１】
第２電極３０の上面３４に形成された被覆層４０は、開口部４２を有することができる。開口部４２によって、第２電極３０の上面３４の一部は、露出されていてもよい。開口部４２により、被覆層４０が形成されていても、圧電体層２０の変位量が低下することを抑制できる。第２電極３０の上面３４と接続する被覆層４０の側面４４は、第２電極３０の上面３４に対して傾斜していてもよい。
【００９２】
次に、本実施形態の第３変形例に係る圧電素子４００の製造方法について説明する。なお、本実施形態に係る圧電素子１００の製造方法と基本的に同じ工程については、その説明を簡略化ないし省略する。
【００９３】
圧電素子４００の製造方法では、圧電体層２０を形成した後（図６参照）、第１電極１０、圧電体層２０、および第２電極３０を覆うように、被覆層４０を形成する。被覆層４０は、スピンコートにより成膜される。また、必要に応じて、被覆膜４０を硬化させるための熱処理を行ってもよい。これにより、第１電極１０の上面１４に形成された被覆層４０の厚みＴ１を、第２電極３０の上面３４に形成された被覆層４０の厚みＴ２より大きくすることができる。
【００９４】
次に、第２電極３０の上面３４に形成された被覆層４０をパターニングして、開口部４２を形成する。被覆層４０の材質が感光性ポリイミドの場合は、エッチング工程を用いることなく、露光のみで開口部４２を形成することができる。そのため、製造コストを削減することができる。
【００９５】
以上の工程により、本実施形態の第３変形例に係る圧電素子４００を製造することができる。
【００９６】
３．４． 第４変形例に係る圧電素子
次に、本実施形態の第４変形例に係る圧電素子について、図面を参照しながら説明する。図１８は、本実施形態の第４変形例に係る圧電素子５００を模式的に示す断面図であって、図１０に対応するものである。以下、本実施形態の第４変形例に係る圧電素子５００において、本実施形態の第２変形例に係る圧電素子３００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００９７】
圧電素子５００は、図１８に示すように、被覆層５０（第１被覆層５０ともいえる）を有する。被覆層５０は、平坦面２４および第２電極３０の側面３２を覆って形成されている。平坦面２４と第２電極３０の側面３２とは、連続しているので、圧電体層２０と第２電極３０との界面に、被覆層５０を欠陥なく形成することができる。被覆層５０の厚みは、例えば、１００ｎｍ程度である。
【００９８】
被覆層５０の材質としては、例えば、酸化アルミニウム、窒化シリコンなどが挙げられる。これにより、圧電体層２０と第２電極３０との界面に水分等が浸入することを、より確実に抑制することができる。
【００９９】
被覆層４０（第２被覆層４０ともいえる）は、凹凸面２３および被覆層５０を覆って形成されている。被覆層４０のヤング率は、圧電体層２０のヤング率および被覆層５０のヤング率より小さい。具体的には、被覆層４０の材質としては、ポリイミドが挙げられる。これにより、圧電体層２０と第２電極３０との界面に水分等が浸入することを防ぎつつ、圧電体層２０の変位量が低下することを抑制できる。例えば、圧電体層２０の側面２２をＸＺ平面に投影させたとき、平坦面２４の面積は、凹凸面２３の面積の半分以下であってもよい。これにより、被覆層５０が形成される面積を小さくすることができ、より確実に圧電体層２０の変位量が低下することを抑制できる。なお、その他の被覆層４０の説明は、上述した本実施形態の第３変形例に係る圧電素子４００で用いた説明を適用することができる。
【０１００】
次に、本実施形態の第４変形例に係る圧電素子５００の製造方法について説明する。図１９〜図２１は、本実施形態の第４変形例に係る圧電素子５００の製造工程を模式的に示す断面図であって、図１８に対応している。なお、本実施形態の第２変形例に係る圧電素子３００の製造方法と基本的に同じ工程については、その説明を簡略化ないし省略する。
【０１０１】
圧電素子５００の製造方法では、圧電体層２０ａの一部をエッチングして平坦面２４を形成した後（図１１参照）、図１９に示すように、第２電極３０上および圧電体層２０ａ上に被覆層５０ａを成膜する。被覆層５０ａは、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により成膜される。
【０１０２】
図２０に示すように、第２電極３０上の被覆層５０ａ、および平坦面２４上の被覆層５０ａを覆うように、レジストＲ７を形成する。レジストＲ７は、公知の方法により形成される。次に、レジストＲ７をマスクとして、被覆層５０ａをエッチングする。エッチングは、例えば、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより行われる。なお、レジストＲ７は、公知の方法により除去される。
【０１０３】
図２１に示すように、被覆層５０ａをマスクとして、圧電体層２０ａをウェットエッチングし、凹凸面２３を有する圧電体層２０を形成する。
【０１０４】
図１８に示すように、被覆層５０ａをパターニングして、被覆層５０を形成する。次に、例えば、スピンコートにより、開口部４２を有する被覆層４０を形成する。
【０１０５】
以上の工程により、圧電素子５００を製造することができる。
【０１０６】
４． 実験例
以下に実験例を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実験例によってなんら限定されるものではない。
【０１０７】
４．１． 試料の作製
シリコン基板上に、スパッタ法により２００ｎｍの白金を成膜し、第１電極とした。次に、ＰＺＴの前駆体をスピンコートで成膜し、酸素雰囲気中において７５０℃で焼成した。この成膜・焼成工程を５回繰り返して、１μｍのＰＺＴを形成し、圧電体層とした。次に、ＰＺＴ上に、スパッタ法により１００ｎｍのイリジウムを成膜し、第２電極とした。
【０１０８】
次に、レジストをマスクとして、イリジウムおよびＰＺＴをドライエッチングした。ドライエッチングは、塩素系およびフッ素系の混合ガスを用いて行った。次に、ウェットエッチングによって、ＰＺＴをエッチングした。ウェットエッチングは、２０％バッファードフッ酸、硝酸、および塩素の混合液を用いて行った。
【０１０９】
４．２． ＳＥＭ観察結果
図２２は、上記のように作製した試料のＳＥＭ観察結果である。図２２より、ＰＺＴの側面に凹凸面が形成されていることがわかった。
【０１１０】
５． 液体噴射ヘッド
次に、本実施形態にかかる液体噴射ヘッドについて、図面を参照しながら説明する。図２３は、液体噴射ヘッド６００の要部を模式的に示す断面図である。図２４は、液体噴射ヘッド６００の分解斜視図であり、通常使用される状態とは上下を逆に示したものである。
【０１１１】
液体噴射ヘッド６００は、本発明に係る圧電素子を有する。以下では、本発明に係る圧電素子として、圧電素子１００を用いた例について説明する。
【０１１２】
液体噴射ヘッド６００は、図２３および図２４に示すように、例えば、振動板１ａと、ノズル板６１０と、流路形成基板６２０と、圧電素子１００と、筐体６３０と、を含む。なお、図２４では、圧電素子１００を簡略化して図示している。
【０１１３】
ノズル板６１０は、図２３および図２４に示すように、ノズル孔６１２を有する。ノズル孔６１２からは、インクが吐出される。ノズル板６１０には、例えば、複数のノズル孔６１２が設けられている。図２４に示す例では、複数のノズル孔６１２は、一列に並んで形成されている。ノズル板６１０の材質としては、例えば、シリコン、ステンレス鋼（ＳＵＳ）が挙げられる。
【０１１４】
流路形成基板６２０は、ノズル板６１０上（図２４の例では下）に設けられている。流路形成基板６２０の材質としては、例えば、シリコンが挙げられる。流路形成基板６２０がノズル板６１０と振動板１ａとの間の空間を区画することにより、図２４に示すように、リザーバー（液体貯留部）６２４と、リザーバー６２４と連通する供給口６２６と、供給口６２６と連通する圧力発生室６２２と、が設けられている。図２４に示す例では、リザーバー６２４と、供給口６２６と、圧力発生室６２２と、が区別されているが、これらはいずれも液体の流路（例えば、マニホールドということもできる）であって、このような流路はどのように設計されても構わない。例えば、供給口６２６は、図示の例では流路の一部が狭窄された形状を有しているが、設計にしたがって任意に形成することができ、必ずしも必須の構成ではない。
【０１１５】
リザーバー６２４は、外部（例えばインクカートリッジ）から、振動板１ａに設けられた貫通孔６２８を通じて供給されるインクを一時貯留することができる。リザーバー６２４内のインクは、供給口６２６を介して、圧力発生室６２２に供給されることができる。圧力発生室６２２は、振動板１ａの変形により容積が変化する。圧力発生室６２２はノズル孔６１２と連通しており、圧力発生室６２２の容積が変化することによって、ノズル孔６１２からインク等が吐出される。
【０１１６】
なお、リザーバー６２４および供給口６２６は、圧力発生室６２２と連通していれば、流路形成基板６２０とは別の部材（図示せず）に設けられていてもよい。
【０１１７】
圧電素子１００は、流路形成基板６２０上（図２４の例では下）に設けられている。圧電素子１００は、駆動回路（図示せず）に電気的に接続され、駆動回路の信号に基づいて動作（振動、変形）することができる。振動板１ａは、圧電体層２０の動作によって変形し、圧力発生室６２２の内部圧力を適宜変化させることができる。
【０１１８】
筐体６３０は、図２４に示すように、ノズル板６１０、流路形成基板６２０、振動板１ａ、および圧電素子１００を収納することができる。筐体６３０の材質としては、例えば、樹脂、金属などを挙げることができる。
【０１１９】
液体噴射ヘッド６００によれば、圧電素子１００を有する。したがって、液体噴射ヘッド６００は、高い信頼性を有することができる。
【０１２０】
なお、上記の例では、液体噴射ヘッド６００がインクジェット式記録ヘッドである場合について説明した。しかしながら、本実施形態の液体噴射ヘッドは、例えば、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（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドなどとして用いられることもできる。
【０１２１】
６． 液体噴射装置
次に、本実施形態にかかる液体噴射装置について、図面を参照しながら説明する。図２５は、本実施形態にかかる液体噴射装置７００を模式的に示す斜視図である。
【０１２２】
液体噴射装置７００は、本発明に係る液体噴射ヘッドを有する。以下では、本発明に係る液体噴射ヘッドとして、液体噴射ヘッド６００を用いた例について説明する。
【０１２３】
液体噴射装置７００は、図２５に示すように、ヘッドユニット７３０と、駆動部７１０と、制御部７６０と、を含む。さらに、液体噴射装置７００は、装置本体７２０と、給紙部７５０と、記録用紙Ｐを設置するトレイ７２１と、記録用紙Ｐを排出する排出口７２２と、装置本体７２０の上面に配置された操作パネル７７０と、を含むことができる。
【０１２４】
ヘッドユニット７３０は、上述した液体噴射ヘッド６００から構成されるインクジェット式記録ヘッド（以下単に「ヘッド」ともいう）を有する。ヘッドユニット７３０は、さらに、ヘッドにインクを供給するインクカートリッジ７３１と、ヘッドおよびインクカートリッジ７３１を搭載した運搬部（キャリッジ）７３２と、を備える。
【０１２５】
駆動部７１０は、ヘッドユニット７３０を往復動させることができる。駆動部７１０は、ヘッドユニット７３０の駆動源となるキャリッジモーター７４１と、キャリッジモーター７４１の回転を受けて、ヘッドユニット７３０を往復動させる往復動機構７４２と、を有する。
【０１２６】
往復動機構７４２は、その両端がフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸７４４と、キャリッジガイド軸７４４と平行に延在するタイミングベルト７４３と、を備える。キャリッジガイド軸７４４は、キャリッジ７３２が自在に往復動できるようにしながら、キャリッジ７３２を支持している。さらに、キャリッジ７３２は、タイミングベルト７４３の一部に固定されている。キャリッジモーター７４１の作動により、タイミングベルト７４３を走行させると、キャリッジガイド軸７４４に導かれて、ヘッドユニット７３０が往復動する。この往復動の際に、ヘッドから適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。
【０１２７】
なお、本実施形態では、液体噴射ヘッド６００および記録用紙Ｐがいずれも移動しながら印刷が行われる液体噴射装置の例を示しているが、本発明の液体噴射装置は、液体噴射ヘッド６００および記録用紙Ｐが互いに相対的に位置を変えて記録用紙Ｐに印刷される機構であればよい。また、本実施形態では、記録用紙Ｐに印刷が行われる例を示しているが、本発明の液体噴射装置によって印刷を施すことができる記録媒体としては、紙に限定されず、布、フィルム、金属など、広範な媒体を挙げることができ、適宜構成を変更することができる。
【０１２８】
制御部７６０は、ヘッドユニット７３０、駆動部７１０および給紙部７５０を制御することができる。
【０１２９】
給紙部７５０は、記録用紙Ｐをトレイ７２１からヘッドユニット７３０側へ送り込むことができる。給紙部７５０は、その駆動源となる給紙モーター７５１と、給紙モーター７５１の作動により回転する給紙ローラー７５２と、を備える。給紙ローラー７５２は、記録用紙Ｐの送り経路を挟んで上下に対向する従動ローラー７５２ａおよび駆動ローラー７５２ｂを備える。駆動ローラー７５２ｂは、給紙モーター７５１に連結されている。制御部７６０によって供紙部７５０が駆動されると、記録用紙Ｐは、ヘッドユニット７３０の下方を通過するように送られる。ヘッドユニット７３０、駆動部７１０、制御部７６０および給紙部７５０は、装置本体７２０の内部に設けられている。
【０１３０】
液体噴射装置７００によれば、液体噴射ヘッド６００を有する。したがって、液体噴射装置７００は、高い信頼性を有することができる。
【０１３１】
なお、上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【０１３２】
上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。したがって、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【０１３３】
１ 基板、１０ 第１電極、１２ 第１電極の外周、１４ 第１電極の上面、
２０ 圧電体層、２２ 圧電体層の側面、２３ 凹凸面、２４ 平坦面、
２６ 圧電体層の上面、２７ 圧電体層の下面、２８ 能動部、２９ 非能動部、
３０ 第２電極、３２ 第２電極の側面、３４ 第２電極の上面、４０ 被覆層、
４２ 開口部、４４ 被覆層の側面、５０ 被覆層、１００ 圧電素子、
２００ 圧電素子、３００ 圧電素子、３２０ 第１圧電体層、３２２ ポーラス層、
３２４ 第２圧電体層、４００ 圧電素子、５００ 圧電素子、
６００ 液体噴射ヘッド、６１０ ノズル板、６１２ ノズル孔、
６２０ 流路形成基板、６２２ 圧力発生室、６２４ リザーバー、６２６ 供給口、
６２８ 貫通孔、６３０ 筐体、７００ 液体噴射装置、７１０ 駆動部、
７２０ 装置本体、７２１ トレイ、７２２ 排出口、７３０ ヘッドユニット、
７３１ インクカートリッジ、７３２ キャリッジ、７４１ キャリッジモーター、
７４２ 往復動機構、７４３ タイミングベルト、７４４ キャリッジガイド軸、
７５０ 給紙部、７５１ 給紙モーター、７５２ 給紙ローラー、
７５２ａ 従動ローラー、７５２ｂ 駆動ローラー、７６０ 制御部、
７７０ 操作パネル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子、液体噴射ヘッド、および液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子は、電圧印加によりその形状を変化させる特性を有する素子であり、圧電体層を上部電極および下部電極で挟んだ構造を有する。圧電素子は、例えばインクジェットプリンターの液体噴射ヘッド部分や、各種アクチュエーターなど多様な用途に用いられている。
【０００３】
例えば特許文献１には、下部電極を共通電極とし、上部電極を個別電極とした形態の圧電素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１７８２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧電素子は、その製造時または駆動時などにおいて、圧電体層の側面に水分等が付着する場合があり、圧電体層の側面が、上部電極と下部電極との間のリークパスとなることがある。上部電極と下部電極との間にリーク電流が発生すると、圧電体層が焼損し、圧電素子の信頼性が低下することがある。
【０００６】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、信頼性の高い圧電素子を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記圧電素子を含む液体噴射ヘッド、および液体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る圧電素子は、
第１電極と、
前記第１電極の上方に、長手方向と短手方向とを有して形成された圧電体層と、
前記圧電体層の上方に形成された第２電極と、
を含み、
前記圧電体層の前記短手方向の側面の少なくとも一部は、凹凸面であり、
前記第２電極から前記第１電極に向かうに従って、前記圧電体層の前記短手方向の幅は、前記凹凸面によって変化する。
【０００８】
このような圧電素子によれば、例えば、圧電体層の側面が平坦な面である場合に比べて、第１電極と第２電極との間の側面長（電極間の側面に沿った長さ）を大きくすることができる。したがって、圧電体層の側面を経由する電極間のリーク電流を低減することができる。よって、このような圧電体素子は、高い信頼性を有することができる。
【０００９】
なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）の「上方」に他の特定のもの（以下「Ｂ」という）を形成する」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。
【００１０】
本発明に係る圧電素子において、
前記圧電体層と前記第１電極とは、交差しており、
前記第１電極の外周と交差する点において前記圧電体層の前記短手方向の側面は、平坦な面であってもよい。
【００１１】
このような圧電素子によれば、能動部と非能動部との境界である応力が集中しやすい部分において、変位を抑えることができ、応力集中によるクラック等の発生を抑制することができる。
【００１２】
本発明に係る圧電素子において、
前記第２電極の前記短手方向の幅は、前記圧電体層の前記短手方向の幅の最小値より小さくてもよい。
【００１３】
このような圧電素子によれば、第２電極の大きさによって、圧電体層の能動部の大きさを決定することができる。
【００１４】
本発明に係る圧電素子において、
前記第２電極の前記短手方向の側面は、前記圧電体層の前記短手方向の側面に接続されていてもよい。
【００１５】
このような圧電素子によれば、被覆層を形成した場合に、前記圧電体層と前記第２電極との界面を、より確実に保護することができる。
【００１６】
本発明に係る圧電素子において、
前記圧電体層の前記短手方向の側面は、被覆層によって覆われており、
前記被覆層のヤング率は、前記圧電体層のヤング率より小さくてもよい。
【００１７】
このような圧電素子によれば、圧電体層の側面に被覆層が形成されていても、圧電体層の変位量が低下することを抑制できる。
【００１８】
本発明に係る圧電素子において、
前記圧電体層の前記短手方向の側面は、前記圧電体層の上面に接続された平坦面を有し、
前記凹凸面は、前記平坦面に接続され、
前記平坦面および前記第２電極の側面は、第１被覆層によって覆われており、
前記凹凸面は、第２被覆層によって覆われており、
前記第２被覆層のヤング率は、前記第１被覆層のヤング率および前記圧電体層のヤング率より小さくてもよい。
【００１９】
このような圧電素子によれば、圧電体層と第２電極との界面に水分等が浸入することを防ぎつつ、圧電体層の変位量が低下することを抑制できる。
【００２０】
本発明に係る圧電素子において、
前記第１被覆層の材質は、酸化アルミニウムであり、
前記第２被覆層の材質は、ポリイミドであってもよい。
【００２１】
このような圧電素子によれば、圧電体層と第２電極との界面に水分等が浸入することを防ぎつつ、圧電体層の変位量が低下することを抑制できる。
【００２２】
本発明に係る液体噴射ヘッドは、
本発明に係る圧電素子を含む。
【００２３】
このような液体噴射ヘッドによれば、本発明に係る圧電素子を含むため、高い信頼性を有することができる。
【００２４】
本発明に係る液体噴射装置は、
本発明に係る液体噴射ヘッドを含む。
【００２５】
このような液体噴射装置によれば、本発明に係る液体噴射ヘッドを含むため、高い信頼性を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図２】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す平面図。
【図３】本実施形態に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図４】本実施形態に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図および平面図。
【図５】本実施形態に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図および平面図。
【図６】本実施形態に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図および平面図。
【図７】本実施形態の第１変形例に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図８】本実施形態の第１変形例に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図９】本実施形態の第１変形例に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１０】本実施形態の第２変形例に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図１１】本実施形態の第２変形例に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１２】本実施形態の第２変形例に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１３】本実施形態の第２変形例に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１４】本実施形態の第２変形例に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１５】本実施形態の第２変形例に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１６】本実施形態の第２変形例に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１７】本実施形態の第３変形例に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図１８】本実施形態の第４変形例に係る圧電素子を模式的に示す断面図。
【図１９】本実施形態の第４変形例に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図２０】本実施形態の第４変形例に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図２１】本実施形態の第４変形例に係る圧電素子の製造工程を模式的に示す断面図。
【図２２】本実施形態に係る実験例のＳＥＭ観察結果。
【図２３】本実施形態に係る液体噴射ヘッドを模式的に示す断面図。
【図２４】本実施形態に係る液体噴射ヘッドを模式的に示す分解斜視図。
【図２５】本実施形態に係る液体噴射装置を模式的に示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
１． 圧電素子
まず、本実施形態に係る圧電素子について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る圧電素子１００を模式的に示す断面図である。図２は、本実施形態に係る圧電素子１００を模式的に示す平面図である。図３は、本実施形態に係る圧電素子１００を模式的に示す断面図である。なお、図１は、図２のＩ−Ｉ線断面図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。また、便宜上、図２では、第２電極３０の図示を省略している。
【００２９】
圧電素子１００は、図１および図２に示すように、第１電極１０と、圧電体層２０と、第２電極３０と、を含む。圧電素子１００は、例えば、基板１上に形成されている。
【００３０】
基板１は、例えば、半導体、絶縁体で形成された平板である。基板１は、単層であっても、複数の層が積層された構造であってもよい。基板１は、上面が平面的な形状であれば内部の構造は限定されず、例えば、内部に空間等が形成された構造であってもよい。
【００３１】
基板１は、可撓性を有し、圧電体層２０の動作によって変形（屈曲）することのできる振動板を含んでいてもよい。振動板の材質としては、例えば、酸化シリコン、酸化ジルコニウム、またはこれらの積層体が挙げられる。
【００３２】
第１電極１０は、基板１上に形成されている。第１電極１０の形状は、例えば、層状または薄膜状である。第１電極１０の厚みは、例えば、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。第１電極１０の平面形状は、第２電極３０が対向して配置されたときに両者の間に圧電体層２０を配置できる形状であれば、特に限定されないが、例えば、矩形ある。
【００３３】
第１電極１０の材質としては、例えば、ニッケル、イリジウム、白金などの各種の金属、それらの導電性酸化物（例えば酸化イリジウムなど）、ストロンチウムとルテニウムとの複合酸化物（ＳｒＲｕＯｘ：ＳＲＯ）、ランタンとニッケルとの複合酸化物（ＬａＮｉＯｘ：ＬＮＯ）が挙げられる。第１電極層１０は、上記に例示した材料の単層構造でもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。
【００３４】
第１電極１０は、第２電極３０と一対になって、圧電体層２０に電圧を印加するための一方の電極（例えば、圧電体層２０の下方に形成された下部電極）となることができる。
【００３５】
なお、基板１が振動板を有さず、第１電極１０が振動板としての機能を有していてもよい。すなわち、第１電極１０は、圧電体層２０に電圧を印加するための一方の電極としての機能と、圧電体層２０の動作によって変形することのできる振動板としての機能と、を有していてもよい。
【００３６】
また、図示はしないが、第１電極１０と基板１との間には、例えば、両者の密着性を付与する層や、強度や導電性を付与する層が形成されてもよい。このような層の例としては、例えば、チタン、ニッケル、イリジウム、白金などの各種の金属、それらの酸化物の層が挙げられる。
【００３７】
圧電体層２０は、図１に示すように、第１電極１０上に形成されている。圧電体層２０の形状は、例えば、層状または薄膜状である。圧電体層２０の厚みは、例えば、３００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である。
【００３８】
圧電体層２０は、図２に示すように平面視において、Ｘ軸方向に延出している。圧電体層２０は、Ｘ軸方向に沿う長手方向と、Ｙ軸方向に沿う短手方向と、を有している。圧電体層２０は、第１電極１０と交差していてもよい。圧電体層２０は、複数設けられていてもよい。図示の例では、圧電体層２０は、３つ設けられているが、その数は特に限定されない。複数の圧電体層２０は、例えば、Ｙ軸方向に沿って、配列している。なお、複数の圧電体層２０は、図示せぬ部分で、一体的に互いに接続されていてもよい。
【００３９】
圧電体層２０の側面２２の少なくとも一部は、図１および図２に示すように、凹凸面２３である。図２に示す例では、凹凸面２３の少なくとも一部は、第１電極１０の外周１２の内側であって、圧電体層２０の長手方向（Ｘ軸方向）に沿う側面に形成されている。側面２２は、短手方向の側面といえる。
【００４０】
図１に示すように、圧電体層２０の幅（短手方向の幅、すなわちＹ軸方向の長さ）Ｗｙは、第２電極３０から第１電極１０に向かうに従って、凹凸面２３により変化する。すなわち、圧電体層２０の側面２２は、第２電極３０から第１電極１０に向かう方向に沿って、凹凸を有しているともいえる。凹凸面２３の形状は、特に限定されないが、例えば、隣り合う凸部の頂点２３ａと凹部の頂点２３ｂとの間のＹ軸方向における距離Ｄは、５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。図示の例では、１つの側面２２において凸部の頂点２３ａは、４つ形成されているが、その数は特に限定されない。
【００４１】
圧電体層２０は、実質的な変位駆動部分となる能動部２８と、能動的には駆動しない非能動部２９と、を有する。能動部２８は、第１電極１０と第２電極３０とに挟まれた圧電体層２０の部分であって、一定の幅（短手方向の幅）Ｗ１を有する部分である。幅Ｗ１は、第２電極３０から第１電極１０に向かう方向において、一定の値である。図示の例では、能動部２８の幅Ｗ１は、圧電体層２０の幅Ｗｙの最小値と同じであり、より具体的には、上面２６のＹ軸方向の長さと同じである。能動部２８は、２つの非能動部２９に挟まれている。凹凸面２３は、非能動部２９を構成している。
【００４２】
図２に示すように平面視において、圧電体層２０は、第１電極１０の外周１２を跨いで形成されている。すなわち、圧電体層２０は、外周１２と交差する点２を有する。外周１２と重なる圧電体層２０の側面２２（点２における圧電体層２０の側面２２）は、図３に示すように、例えば、平坦な面である。外周１２と重なる圧電体層２０の側面２２は、圧電体層２０の上面２６に鈍角θで接続されている。
【００４３】
圧電体層２０としては、ペロブスカイト型酸化物の圧電材料を用いることができる。より具体的には、圧電体層２０の材質としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３：ＰＺＴ）、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｂ）Ｏ３：ＰＺＴＮ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、ニオブ酸カリウムナトリウム（（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３）が挙げられる。
【００４４】
圧電体層２０は、圧電性を有することができ、第１電極１０および第２電極３０によって電圧が印加されることで変形することができる。
【００４５】
第２電極３０は、圧電体層２０上に形成されている。第２電極３０は、第１電極１０と対向して配置されている。第２電極３０の形状は、例えば、層状または薄膜状の形状である。第２電極３０の厚みは、例えば、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。第２電極３０の平面形状は、第１電極１０に対向して配置されたときに両者の間に圧電体層２０を配置できる形状であれば、特に限定されない。
【００４６】
第２電極３０の材質は、例えば、ニッケル、イリジウム、白金などの各種の金属、それらの導電性酸化物（例えば酸化イリジウムなど）、ストロンチウムとルテニウムとの複合酸化物（ＳｒＲｕＯｘ：ＳＲＯ）、ランタンとニッケルとの複合酸化物（ＬａＮｉＯｘ：ＬＮＯ）などを例示することができる。第２電極３０は、これら例示した材料の単層構造でもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。
【００４７】
第２電極３０の機能の一つとしては、第１電極１０と一対になって、圧電体層２０に電圧を印加するための他方の電極（例えば、圧電体層２０の上方に形成された上部電極）となることが挙げられる。
【００４８】
第２電極３０は、複数の圧電体層２０に対応して複数設けられてもよい。図２に示す例では、３つの圧電体層２０に対応して、第２電極３０は、３つ設けられてもよい。複数の第２電極３０は、互いに電気的に分離していてもよい。一方、第１電極１０は、複数の圧電体層２０に対して、共通した電極であってもよい。すなわち、複数の圧電体層２０に対して、第２電極３０は、個別電極であり、第１電極１０は、共通電極であってもよい。これにより、複数の圧電体層２０の各々を、独立して駆動させることができる。第２電極３０は、Ｘ軸方向に沿う長手方向と、Ｙ軸方向に沿う短手方向と、を有していてもよい。
【００４９】
以上のような圧電素子１００は、例えば、圧力発生室内の液体を加圧する圧電アクチュエーターとして、液体噴射ヘッドや、該液体噴射ヘッドを用いた液体噴射装置（インクジェットプリンター）などに適用されてもよいし、圧電体層の変形を電気信号として検出する圧電センサー等その他の用途として用いてもよい。
【００５０】
本実施形態に係る圧電素子１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００５１】
圧電素子１００によれば、圧電体層２０の側面（短手方向の側面）２２の少なくとも一部は、凹凸面２３であり、第２電極３０から第１電極１０に向かうに従って、圧電体層２０の幅（短手方向の幅）Ｗｙは、凹凸面２３によって変化する。そのため、例えば、圧電体層の側面が平坦な面である場合に比べて、第１電極１０と第２電極３０との間の側面長（電極１０，３０間の側面２２に沿った長さ）を大きくすることができる。したがって、側面２２を経由する電極１０，３０間のリーク電流を低減することができる。よって、圧電体素子１００は、高い信頼性を有することができる。
【００５２】
仮に、電極間の側面長を大きくするために、圧電体層の上面に対する側面の角度（図１に示すθ）を大きくすることも考えられる。このような形態では、平坦な圧電体層の側面であっても、電極間の側面長を大きくすることができるが、非能動部の体積も大きくなる。非能動部の体積が大きくなると、非能動部によって能動部の動作が制限され、圧電素子の変位量が低下するという問題が生じる場合がある。本実施形態に係る圧電素子１００では、このような変位量の低下を回避しつつ、電極１０，３０間の側面長を大きくすることができる。
【００５３】
圧電素子１００によれば、圧電体層２０と第１電極１０とは、平面視において、交差しており、第１電極１０の外周１２と重なる圧電体層２０の側面２２は、平坦な面であることができる。第１電極１０の外周１２と重なる圧電体層２０は、能動部と非能動部との境界であるため応力が集中しやすい部分である。このような部分では、側面２２を凹凸面２３とせずに平坦な面とし、変位を抑えることで、応力集中によるクラック等の発生を抑制することができる。
【００５４】
２． 圧電素子の製造方法
次に、本実施形態に係る圧電素子１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図４〜図６は、本実施形態に係る圧電素子１００の製造工程を模式的に示す図である。なお、図４〜図６において、（ａ）は、図１に対応する断面図であり、（ｂ）は、図２に対応する平面図である。
【００５５】
図４に示すように、基板１上に、第１電極１０を形成する。第１電極１０は、例えば、スパッタ法、めっき法、真空蒸着法などにより導電層（図示せず）を成膜し、該導電層をパターニングすることによって形成される。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって行われる。
【００５６】
次に、第１電極１０上に、圧電体層２０ａを成膜する。圧電体層２０ａは、例えば、ゾルゲル法、ＭＯＤ（Metal Organic Deposition）法により成膜される。より具体的には、圧電体の前駆体層をスピンコートで成膜し、酸素雰囲気中で７５０℃程度で焼成することにより、前駆体層を結晶化させる。この成膜・焼成工程を複数回繰り返すことにより、所望の膜厚を有する圧電体層２０ａを得ることができる。例えば、成膜・焼成工程の回数によって、凸部の頂点２３ａ（図１参照）の数を決定することができる。
【００５７】
次に、圧電体層２０ａ上に第２電極３０ａを成膜する。第２電極３０ａは、例えば、スパッタ法、めっき法、真空蒸着法により成膜される。次に、圧電体層２０ａ上に、所望の形状を有するレジストＲ１を形成する。レジストＲ１は、公知の方法により形成される。
【００５８】
図５に示すように、レジストＲ１をマスクとして、第２電極３０ａおよび圧電体層２０ａをエッチングする。これにより、第２電極３０が形成される。エッチングは、例えば、塩素系およびフッ素系の混合ガスを用いたドライエッチングより行われる。なお、レジストＲ１は、公知の方法により除去される。
【００５９】
図６（ｂ）に示すように、第１電極１０の外周１２を含む領域（第１電極１０と基板１の境界線を含む領域）に、所望の形状を有するレジストＲ２を形成する。レジストＲ２は、公知の方法により形成される。
【００６０】
図１および図２に示すように、第２電極３０およびレジストＲ２をマスクとして、圧電体層２０ａをエッチングし、圧電体層２０を形成する。エッチングは、ウェットエッチングにより行われる。上述のように、スピンコートによる成膜・焼成を複数回繰り返して圧電体層２０ａを形成した場合、その焼成界面がウェットエッチングにより選択的に除去されやすい。そのため、圧電体層２０の側面２２に、凹凸面２３を形成することができる。ウェットエッチングのエッチング液としては、例えば、２０％バッファードフッ酸、硝酸、および塩酸の混合液を用いることができる。例えば、バッファードフッ酸のみでエッチングを行い、その際に生じた残渣物を硝酸で除去する２段階の方法で、エッチングを行ってもよい。バッファードフッ酸を使用すると、サイドエッチング量を小さくすることができる。
【００６１】
なお、第１電極１０の外周１２と重なる圧電体層２０ａは、レジストＲ２によりマスクされているため、図３に示すように、外周１２と重なる圧電体層２０の側面２２は、ウェットエッチングによりエッチングされず、平坦な面となることができる。なお、レジストＲ２は、公知の方法により除去される。
【００６２】
以上の工程により、圧電素子１００を製造することができる。
【００６３】
圧電素子１００の製造方法によれば、上記のとおり、圧電体層２０の側面２２に凹凸面２３を形成することができるので、高い信頼性を有する圧電素子１００を形成することができる。
【００６４】
３． 圧電素子の変形例
３．１． 第１変形例に係る圧電素子
次に、本実施形態の第１変形例に係る圧電素子について、図面を参照しながら説明する。図７は、本実施形態の第１変形例に係る圧電素子２００を模式的に示す断面図であって、図１に対応するものである。
【００６５】
以下、本実施形態の第１変形例に係る圧電素子２００において、本実施形態に係る圧電素子１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。このことは、後述する、本実施形態の第２変形例に係る圧電素子３００、および本実施形態の第３変形例に係る圧電素子４００においても、同様である。
【００６６】
圧電素子１００の例では、図１に示すように、第２電極３０の幅は、圧電体層２０の幅Ｗｙの最小値より大きかった。
【００６７】
これに対し、圧電素子２００では、図７に示すように、第２電極３０の幅Ｗ２（第２電極の短手方向の幅であって、第２電極３０の幅の最大値）は、圧電体層２０の幅Ｗｙの最小値より小さい。これにより、第２電極３０の面積によって、圧電体層２０の能動部２８の面積を決定することができる。すなわち、能動部２８の幅Ｗ１は、第２電極３０の幅Ｗ２と同じ大きさとなる。図示の例では、第２電極３０の側面（短手方向の側面）３２は、圧電体層２０の上面２６に接続されている。
【００６８】
次に、本実施形態の第１変形例に係る圧電素子２００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図８および図９は、本実施形態の第１変形例に係る圧電素子２００の製造工程を模式的に示す断面図であって、図７に対応している。なお、本実施形態の圧電素子１００の製造方法と基本的に同じ工程については、その説明を簡略化ないし省略する。
【００６９】
圧電素子２００の製造方法では、第２電極３０ａ上にレジストＲ１を形成した後（図４参照）、図８に示すように、レジストＲ１をマスクとして、第２電極３０ａをエッチングし、第２電極３０を形成する。
【００７０】
図９に示すように、第２電極３０上および圧電体層２０ａ上に、所望の形状を有するレジストＲ３を形成する。レジストＲ３は、公知の方法により形成される。レジストＲ３は、第２電極３０の面積より大きな面積を有する。レジストＲ３の寸法と第２電極３０の寸法との差は、後述するウェットエッチングにおいて圧電体層２０ａに生じるサイドエッチング量よりも大きいことが好ましい。
【００７１】
図７に示すように、レジストＲ３をマスクとして、圧電体層２０ａをエッチングする。エッチングは、ウェットエッチングにより行われる。これにより、凹凸面２３を有する圧電体層２０を形成することができる。なお、レジストＲ３は、公知の方法により除去される。
【００７２】
以上の工程により、圧電素子２００を製造することができる。
【００７３】
３．２． 第２変形例に係る圧電素子
次に、本実施形態の第２変形例に係る圧電素子について、図面を参照しながら説明する。図１０は、本実施形態の第２変形例に係る圧電素子３００を模式的に示す断面図であって、図１に対応するものである。
【００７４】
圧電素子３００では、図１０に示すように、圧電体層２０の側面２２は、凹凸面２３と、平坦面２４と、によって構成されている。平坦面２４は、圧電体層２０の上面２６に接続されている。凹凸面２３は、平坦面２４に接続されており、さらに、圧電体層２０の下面２７に接続されている。図示の例では、第２電極３０の側面３２は、圧電体層２０の側面２２（平坦面２４）に接続されている。平坦面２４と第２電極３０の側面３２とは、連続しているともいえる。
【００７５】
次に、本実施形態の第２変形例に係る圧電素子３００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図１１および図１２は、本実施形態の第２変形例に係る圧電素子３００の製造工程を模式的に示す断面図であって、図１０に対応している。なお、本実施形態に係る圧電素子１００の製造方法と基本的に同じ工程については、その説明を簡略化ないし省略する。
【００７６】
圧電素子３００の製造方法では、第２電極３０ａ上にレジストＲ１を形成した後（図４参照）、図１１に示すように、レジストＲ１をマスクとして、第２電極３０ａおよび圧電体層２０ａの一部をエッチングする。これにより、平坦面２４が形成される。圧電体層２０ａのエッチング量によって、平坦面２４の大きさを決定することができる。
【００７７】
図１２に示すに、第２電極３０上および圧電体層２０ａ上に、所望の形状を有するレジストＲ４を形成する。レジストＲ４は、第２電極３０の面積より大きな面積をし、第２電極３０および平坦面２４を覆うように形成される。レジストＲ４は、公知の方法により形成される。
【００７８】
図１０に示すように、レジストＲ４をマスクとして、圧電体層２０ａをエッチングする。エッチングは、ウェットエッチングにより行われる。これにより、凹凸面２３が形成され、凹凸面２３および平坦面２４を有する圧電体層２０を形成することができる。なお、レジストＲ４は、公知の方法により除去される。
【００７９】
以上の工程により、圧電素子３００を製造することができる。
【００８０】
次に、本実施形態の第２変形例に係る圧電素子３００の別の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図１３〜図１６は、本実施形態の第２変形例に係る圧電素子３００の製造工程を模式的に示す断面図であって、図１０に対応している。なお、本実施形態に係る圧電素子１００の製造方法と基本的に同じ工程については、その説明を簡略化ないし省略する。
【００８１】
圧電素子３００の別の製造方法では、図１３に示すように、第１電極１０上に、第１圧電体層３２０を成膜する。第１圧電体層３２０は、ゾルゲル法、ＭＯＤ法により成膜される。より具体的には、圧電体の前駆体層をスピンコートで成膜し、酸素雰囲気中で７５０℃程度で焼成することにより、前駆体層を結晶化させる。この成膜・焼成工程を複数回繰り返すことにより、所望の膜厚を有する第１圧電体層３２０を得ることができる。次に、圧電体層３２０上に、所望の形状を有するレジストＲ５を形成する。レジストＲ５は、公知の方法により形成される。
【００８２】
図１４に示すように、レジストＲ５をマスクとして、第１圧電体層３２０をエッチングする。エッチングは、バッファードフッ酸をエッチング液としたウェットエッチングによって行われる。これにより、第１圧電体層３２０の側面に、凹凸面２３を形成することができる。ここで、バッファードフッ酸は、少なくとも第１圧電体層３２０を形成する一部の材料しか溶かさないように調整される。または、バッファードフッ酸は、結晶粒界のように、第１圧電体層３２０のきちんとした結晶になっていない部分を選択的に溶かすように調整される。このようなバッファードフッ酸を用いたウェットエッチングにより、第１圧電体層３２０は全て除去されず、溶解しない元素を含んだ酸化物やエッチング溶液の成分と反応した反応物が残る。これによって、多孔質性のポーラス層３２２を形成することができる。
【００８３】
図１５に示すように、第１圧電体層３２０上およびポーラス層３２２上に、第２圧電体層３２４を成膜する。第２圧電体層３２４は、例えば、第１圧電体層３２０の同じ方法で成膜される。次に、第２圧電体層３２４上に、第２電極３０ａを成膜する。次に、第２電極３０ａ上に、所望の形状を有するレジストＲ６を形成する。レジストＲ６は、公知の方法により形成される。
【００８４】
図１６に示すように、レジストＲ６をマスクとして、第２電極３０ａおよび圧電体層３２４をエッチングし、第２電極３０および圧電体層２０を形成する。エッチングは、ドライエッチングにより行われ、これにより、平坦面２４を形成することができる。なお、レジストＲ６は、公知の方法により除去される。
【００８５】
図１０に示すように、ポーラス層３２２を、エッチングにより選択的に除去する。エッチングは、例えば、硝酸をエッチング液としたウェットエッチングにより行われる。
【００８６】
以上の工程によっても、圧電素子３００を製造することができる。図１３〜図１６に示した製造方法によれば、第１圧電体層３２０の厚みによって、凹凸面２３を形成する領域を決定することができる。すなわち、凹凸面２３を形成する領域を、精度よく形成することができる。
【００８７】
３．３． 第３変形例に係る圧電素子
次に、本実施形態の第３変形例に係る圧電素子について、図面を参照しながら説明する。図１７は、本実施形態の第３変形例に係る圧電素子４００を模式的に示す断面図であって、図１に対応するものである。
【００８８】
圧電素子４００は、図１７に示すように、被覆層４０を有する。被覆層４０は、第１電極１０の上面１４、圧電体層２０の側面２２、第２電極３０の側面３２、および第２電極３０の上面３４の一部を覆って形成されている。被覆層４０は、水分等から圧電体層２０を保護する機能を有することができる。
【００８９】
被覆層４０としては、圧電体層２０よりヤング率の小さい材料を用いることができる。具体的には、被覆層４０の材質としては、ポリイミドが挙げられる。これにより、圧電体層２０の側面２２に被覆層４０が形成されていても、圧電体層２０の変位量が低下することを抑制できる。
【００９０】
第１電極１０の上面１４に形成された被覆層４０の厚みＴ１は、第２電極３０の上面３４に形成された被覆層４０の厚みＴ２より大きい。厚みＴ１は、例えば、１μｍ程度であり、厚みＴ２は、例えば、０．５μｍ程度である。これにより、被覆層４０によって、圧電体層２０の側面２２を確実に保護することができ、信頼性を向上させることができる。
【００９１】
第２電極３０の上面３４に形成された被覆層４０は、開口部４２を有することができる。開口部４２によって、第２電極３０の上面３４の一部は、露出されていてもよい。開口部４２により、被覆層４０が形成されていても、圧電体層２０の変位量が低下することを抑制できる。第２電極３０の上面３４と接続する被覆層４０の側面４４は、第２電極３０の上面３４に対して傾斜していてもよい。
【００９２】
次に、本実施形態の第３変形例に係る圧電素子４００の製造方法について説明する。なお、本実施形態に係る圧電素子１００の製造方法と基本的に同じ工程については、その説明を簡略化ないし省略する。
【００９３】
圧電素子４００の製造方法では、圧電体層２０を形成した後（図６参照）、第１電極１０、圧電体層２０、および第２電極３０を覆うように、被覆層４０を形成する。被覆層４０は、スピンコートにより成膜される。また、必要に応じて、被覆膜４０を硬化させるための熱処理を行ってもよい。これにより、第１電極１０の上面１４に形成された被覆層４０の厚みＴ１を、第２電極３０の上面３４に形成された被覆層４０の厚みＴ２より大きくすることができる。
【００９４】
次に、第２電極３０の上面３４に形成された被覆層４０をパターニングして、開口部４２を形成する。被覆層４０の材質が感光性ポリイミドの場合は、エッチング工程を用いることなく、露光のみで開口部４２を形成することができる。そのため、製造コストを削減することができる。
【００９５】
以上の工程により、本実施形態の第３変形例に係る圧電素子４００を製造することができる。
【００９６】
３．４． 第４変形例に係る圧電素子
次に、本実施形態の第４変形例に係る圧電素子について、図面を参照しながら説明する。図１８は、本実施形態の第４変形例に係る圧電素子５００を模式的に示す断面図であって、図１０に対応するものである。以下、本実施形態の第４変形例に係る圧電素子５００において、本実施形態の第２変形例に係る圧電素子３００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００９７】
圧電素子５００は、図１８に示すように、被覆層５０（第１被覆層５０ともいえる）を有する。被覆層５０は、平坦面２４および第２電極３０の側面３２を覆って形成されている。平坦面２４と第２電極３０の側面３２とは、連続しているので、圧電体層２０と第２電極３０との界面に、被覆層５０を欠陥なく形成することができる。被覆層５０の厚みは、例えば、１００ｎｍ程度である。
【００９８】
被覆層５０の材質としては、例えば、酸化アルミニウム、窒化シリコンなどが挙げられる。これにより、圧電体層２０と第２電極３０との界面に水分等が浸入することを、より確実に抑制することができる。
【００９９】
被覆層４０（第２被覆層４０ともいえる）は、凹凸面２３および被覆層５０を覆って形成されている。被覆層４０のヤング率は、圧電体層２０のヤング率および被覆層５０のヤング率より小さい。具体的には、被覆層４０の材質としては、ポリイミドが挙げられる。これにより、圧電体層２０と第２電極３０との界面に水分等が浸入することを防ぎつつ、圧電体層２０の変位量が低下することを抑制できる。例えば、圧電体層２０の側面２２をＸＺ平面に投影させたとき、平坦面２４の面積は、凹凸面２３の面積の半分以下であってもよい。これにより、被覆層５０が形成される面積を小さくすることができ、より確実に圧電体層２０の変位量が低下することを抑制できる。なお、その他の被覆層４０の説明は、上述した本実施形態の第３変形例に係る圧電素子４００で用いた説明を適用することができる。
【０１００】
次に、本実施形態の第４変形例に係る圧電素子５００の製造方法について説明する。図１９〜図２１は、本実施形態の第４変形例に係る圧電素子５００の製造工程を模式的に示す断面図であって、図１８に対応している。なお、本実施形態の第２変形例に係る圧電素子３００の製造方法と基本的に同じ工程については、その説明を簡略化ないし省略する。
【０１０１】
圧電素子５００の製造方法では、圧電体層２０ａの一部をエッチングして平坦面２４を形成した後（図１１参照）、図１９に示すように、第２電極３０上および圧電体層２０ａ上に被覆層５０ａを成膜する。被覆層５０ａは、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により成膜される。
【０１０２】
図２０に示すように、第２電極３０上の被覆層５０ａ、および平坦面２４上の被覆層５０ａを覆うように、レジストＲ７を形成する。レジストＲ７は、公知の方法により形成される。次に、レジストＲ７をマスクとして、被覆層５０ａをエッチングする。エッチングは、例えば、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより行われる。なお、レジストＲ７は、公知の方法により除去される。
【０１０３】
図２１に示すように、被覆層５０ａをマスクとして、圧電体層２０ａをウェットエッチングし、凹凸面２３を有する圧電体層２０を形成する。
【０１０４】
図１８に示すように、被覆層５０ａをパターニングして、被覆層５０を形成する。次に、例えば、スピンコートにより、開口部４２を有する被覆層４０を形成する。
【０１０５】
以上の工程により、圧電素子５００を製造することができる。
【０１０６】
４． 実験例
以下に実験例を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実験例によってなんら限定されるものではない。
【０１０７】
４．１． 試料の作製
シリコン基板上に、スパッタ法により２００ｎｍの白金を成膜し、第１電極とした。次に、ＰＺＴの前駆体をスピンコートで成膜し、酸素雰囲気中において７５０℃で焼成した。この成膜・焼成工程を５回繰り返して、１μｍのＰＺＴを形成し、圧電体層とした。次に、ＰＺＴ上に、スパッタ法により１００ｎｍのイリジウムを成膜し、第２電極とした。
【０１０８】
次に、レジストをマスクとして、イリジウムおよびＰＺＴをドライエッチングした。ドライエッチングは、塩素系およびフッ素系の混合ガスを用いて行った。次に、ウェットエッチングによって、ＰＺＴをエッチングした。ウェットエッチングは、２０％バッファードフッ酸、硝酸、および塩素の混合液を用いて行った。
【０１０９】
４．２． ＳＥＭ観察結果
図２２は、上記のように作製した試料のＳＥＭ観察結果である。図２２より、ＰＺＴの側面に凹凸面が形成されていることがわかった。
【０１１０】
５． 液体噴射ヘッド
次に、本実施形態にかかる液体噴射ヘッドについて、図面を参照しながら説明する。図２３は、液体噴射ヘッド６００の要部を模式的に示す断面図である。図２４は、液体噴射ヘッド６００の分解斜視図であり、通常使用される状態とは上下を逆に示したものである。
【０１１１】
液体噴射ヘッド６００は、本発明に係る圧電素子を有する。以下では、本発明に係る圧電素子として、圧電素子１００を用いた例について説明する。
【０１１２】
液体噴射ヘッド６００は、図２３および図２４に示すように、例えば、振動板１ａと、ノズル板６１０と、流路形成基板６２０と、圧電素子１００と、筐体６３０と、を含む。なお、図２４では、圧電素子１００を簡略化して図示している。
【０１１３】
ノズル板６１０は、図２３および図２４に示すように、ノズル孔６１２を有する。ノズル孔６１２からは、インクが吐出される。ノズル板６１０には、例えば、複数のノズル孔６１２が設けられている。図２４に示す例では、複数のノズル孔６１２は、一列に並んで形成されている。ノズル板６１０の材質としては、例えば、シリコン、ステンレス鋼（ＳＵＳ）が挙げられる。
【０１１４】
流路形成基板６２０は、ノズル板６１０上（図２４の例では下）に設けられている。流路形成基板６２０の材質としては、例えば、シリコンが挙げられる。流路形成基板６２０がノズル板６１０と振動板１ａとの間の空間を区画することにより、図２４に示すように、リザーバー（液体貯留部）６２４と、リザーバー６２４と連通する供給口６２６と、供給口６２６と連通する圧力発生室６２２と、が設けられている。図２４に示す例では、リザーバー６２４と、供給口６２６と、圧力発生室６２２と、が区別されているが、これらはいずれも液体の流路（例えば、マニホールドということもできる）であって、このような流路はどのように設計されても構わない。例えば、供給口６２６は、図示の例では流路の一部が狭窄された形状を有しているが、設計にしたがって任意に形成することができ、必ずしも必須の構成ではない。
【０１１５】
リザーバー６２４は、外部（例えばインクカートリッジ）から、振動板１ａに設けられた貫通孔６２８を通じて供給されるインクを一時貯留することができる。リザーバー６２４内のインクは、供給口６２６を介して、圧力発生室６２２に供給されることができる。圧力発生室６２２は、振動板１ａの変形により容積が変化する。圧力発生室６２２はノズル孔６１２と連通しており、圧力発生室６２２の容積が変化することによって、ノズル孔６１２からインク等が吐出される。
【０１１６】
なお、リザーバー６２４および供給口６２６は、圧力発生室６２２と連通していれば、流路形成基板６２０とは別の部材（図示せず）に設けられていてもよい。
【０１１７】
圧電素子１００は、流路形成基板６２０上（図２４の例では下）に設けられている。圧電素子１００は、駆動回路（図示せず）に電気的に接続され、駆動回路の信号に基づいて動作（振動、変形）することができる。振動板１ａは、圧電体層２０の動作によって変形し、圧力発生室６２２の内部圧力を適宜変化させることができる。
【０１１８】
筐体６３０は、図２４に示すように、ノズル板６１０、流路形成基板６２０、振動板１ａ、および圧電素子１００を収納することができる。筐体６３０の材質としては、例えば、樹脂、金属などを挙げることができる。
【０１１９】
液体噴射ヘッド６００によれば、圧電素子１００を有する。したがって、液体噴射ヘッド６００は、高い信頼性を有することができる。
【０１２０】
なお、上記の例では、液体噴射ヘッド６００がインクジェット式記録ヘッドである場合について説明した。しかしながら、本実施形態の液体噴射ヘッドは、例えば、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（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドなどとして用いられることもできる。
【０１２１】
６． 液体噴射装置
次に、本実施形態にかかる液体噴射装置について、図面を参照しながら説明する。図２５は、本実施形態にかかる液体噴射装置７００を模式的に示す斜視図である。
【０１２２】
液体噴射装置７００は、本発明に係る液体噴射ヘッドを有する。以下では、本発明に係る液体噴射ヘッドとして、液体噴射ヘッド６００を用いた例について説明する。
【０１２３】
液体噴射装置７００は、図２５に示すように、ヘッドユニット７３０と、駆動部７１０と、制御部７６０と、を含む。さらに、液体噴射装置７００は、装置本体７２０と、給紙部７５０と、記録用紙Ｐを設置するトレイ７２１と、記録用紙Ｐを排出する排出口７２２と、装置本体７２０の上面に配置された操作パネル７７０と、を含むことができる。
【０１２４】
ヘッドユニット７３０は、上述した液体噴射ヘッド６００から構成されるインクジェット式記録ヘッド（以下単に「ヘッド」ともいう）を有する。ヘッドユニット７３０は、さらに、ヘッドにインクを供給するインクカートリッジ７３１と、ヘッドおよびインクカートリッジ７３１を搭載した運搬部（キャリッジ）７３２と、を備える。
【０１２５】
駆動部７１０は、ヘッドユニット７３０を往復動させることができる。駆動部７１０は、ヘッドユニット７３０の駆動源となるキャリッジモーター７４１と、キャリッジモーター７４１の回転を受けて、ヘッドユニット７３０を往復動させる往復動機構７４２と、を有する。
【０１２６】
往復動機構７４２は、その両端がフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸７４４と、キャリッジガイド軸７４４と平行に延在するタイミングベルト７４３と、を備える。キャリッジガイド軸７４４は、キャリッジ７３２が自在に往復動できるようにしながら、キャリッジ７３２を支持している。さらに、キャリッジ７３２は、タイミングベルト７４３の一部に固定されている。キャリッジモーター７４１の作動により、タイミングベルト７４３を走行させると、キャリッジガイド軸７４４に導かれて、ヘッドユニット７３０が往復動する。この往復動の際に、ヘッドから適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。
【０１２７】
なお、本実施形態では、液体噴射ヘッド６００および記録用紙Ｐがいずれも移動しながら印刷が行われる液体噴射装置の例を示しているが、本発明の液体噴射装置は、液体噴射ヘッド６００および記録用紙Ｐが互いに相対的に位置を変えて記録用紙Ｐに印刷される機構であればよい。また、本実施形態では、記録用紙Ｐに印刷が行われる例を示しているが、本発明の液体噴射装置によって印刷を施すことができる記録媒体としては、紙に限定されず、布、フィルム、金属など、広範な媒体を挙げることができ、適宜構成を変更することができる。
【０１２８】
制御部７６０は、ヘッドユニット７３０、駆動部７１０および給紙部７５０を制御することができる。
【０１２９】
給紙部７５０は、記録用紙Ｐをトレイ７２１からヘッドユニット７３０側へ送り込むことができる。給紙部７５０は、その駆動源となる給紙モーター７５１と、給紙モーター７５１の作動により回転する給紙ローラー７５２と、を備える。給紙ローラー７５２は、記録用紙Ｐの送り経路を挟んで上下に対向する従動ローラー７５２ａおよび駆動ローラー７５２ｂを備える。駆動ローラー７５２ｂは、給紙モーター７５１に連結されている。制御部７６０によって供紙部７５０が駆動されると、記録用紙Ｐは、ヘッドユニット７３０の下方を通過するように送られる。ヘッドユニット７３０、駆動部７１０、制御部７６０および給紙部７５０は、装置本体７２０の内部に設けられている。
【０１３０】
液体噴射装置７００によれば、液体噴射ヘッド６００を有する。したがって、液体噴射装置７００は、高い信頼性を有することができる。
【０１３１】
なお、上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【０１３２】
上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。したがって、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【０１３３】
１ 基板、１０ 第１電極、１２ 第１電極の外周、１４ 第１電極の上面、
２０ 圧電体層、２２ 圧電体層の側面、２３ 凹凸面、２４ 平坦面、
２６ 圧電体層の上面、２７ 圧電体層の下面、２８ 能動部、２９ 非能動部、
３０ 第２電極、３２ 第２電極の側面、３４ 第２電極の上面、４０ 被覆層、
４２ 開口部、４４ 被覆層の側面、５０ 被覆層、１００ 圧電素子、
２００ 圧電素子、３００ 圧電素子、３２０ 第１圧電体層、３２２ ポーラス層、
３２４ 第２圧電体層、４００ 圧電素子、５００ 圧電素子、
６００ 液体噴射ヘッド、６１０ ノズル板、６１２ ノズル孔、
６２０ 流路形成基板、６２２ 圧力発生室、６２４ リザーバー、６２６ 供給口、
６２８ 貫通孔、６３０ 筐体、７００ 液体噴射装置、７１０ 駆動部、
７２０ 装置本体、７２１ トレイ、７２２ 排出口、７３０ ヘッドユニット、
７３１ インクカートリッジ、７３２ キャリッジ、７４１ キャリッジモーター、
７４２ 往復動機構、７４３ タイミングベルト、７４４ キャリッジガイド軸、
７５０ 給紙部、７５１ 給紙モーター、７５２ 給紙ローラー、
７５２ａ 従動ローラー、７５２ｂ 駆動ローラー、７６０ 制御部、
７７０ 操作パネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、
前記第１電極の上方に、長手方向と短手方向とを有して形成された圧電体層と、
前記圧電体層の上方に形成された第２電極と、
を含み、
前記圧電体層の前記短手方向の側面の少なくとも一部は、凹凸面であり、
前記第２電極から前記第１電極に向かうに従って、前記圧電体層の前記短手方向の幅は、前記凹凸面によって変化する、圧電素子。
【請求項２】
請求項１において、
前記圧電体層と前記第１電極とは、交差しており、
前記第１電極の外周と交差する点において前記圧電体層の前記短手方向の側面は、平坦な面である、圧電素子。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第２電極の前記短手方向の幅は、前記圧電体層の前記短手方向の幅の最小値より小さい、圧電素子。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記第２電極の前記短手方向の側面は、前記圧電体層の前記短手方向の側面に接続されている、圧電素子。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記圧電体層の前記短手方向の側面は、被覆層によって覆われており、
前記被覆層のヤング率は、前記圧電体層のヤング率より小さい、圧電素子。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記圧電体層の前記短手方向の側面は、前記圧電体層の上面に接続された平坦面を有し、
前記凹凸面は、前記平坦面に接続され、
前記平坦面および前記第２電極の側面は、第１被覆層によって覆われており、
前記凹凸面は、第２被覆層によって覆われており、
前記第２被覆層のヤング率は、前記第１被覆層のヤング率および前記圧電体層のヤング率より小さい、圧電素子。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１被覆層の材質は、酸化アルミニウムであり、
前記第２被覆層の材質は、ポリイミドである、圧電素子。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の圧電素子を含む、液体噴射ヘッド。
【請求項９】
請求項８項に記載の液体噴射ヘッドを含む、液体噴射装置。
【請求項１】
第１電極と、
前記第１電極の上方に、長手方向と短手方向とを有して形成された圧電体層と、
前記圧電体層の上方に形成された第２電極と、
を含み、
前記圧電体層の前記短手方向の側面の少なくとも一部は、凹凸面であり、
前記第２電極から前記第１電極に向かうに従って、前記圧電体層の前記短手方向の幅は、前記凹凸面によって変化する、圧電素子。
【請求項２】
請求項１において、
前記圧電体層と前記第１電極とは、交差しており、
前記第１電極の外周と交差する点において前記圧電体層の前記短手方向の側面は、平坦な面である、圧電素子。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第２電極の前記短手方向の幅は、前記圧電体層の前記短手方向の幅の最小値より小さい、圧電素子。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記第２電極の前記短手方向の側面は、前記圧電体層の前記短手方向の側面に接続されている、圧電素子。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記圧電体層の前記短手方向の側面は、被覆層によって覆われており、
前記被覆層のヤング率は、前記圧電体層のヤング率より小さい、圧電素子。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記圧電体層の前記短手方向の側面は、前記圧電体層の上面に接続された平坦面を有し、
前記凹凸面は、前記平坦面に接続され、
前記平坦面および前記第２電極の側面は、第１被覆層によって覆われており、
前記凹凸面は、第２被覆層によって覆われており、
前記第２被覆層のヤング率は、前記第１被覆層のヤング率および前記圧電体層のヤング率より小さい、圧電素子。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１被覆層の材質は、酸化アルミニウムであり、
前記第２被覆層の材質は、ポリイミドである、圧電素子。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の圧電素子を含む、液体噴射ヘッド。
【請求項９】
請求項８項に記載の液体噴射ヘッドを含む、液体噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２２】
【公開番号】特開２０１２−１９２５４１（Ｐ２０１２−１９２５４１Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５６２７６（Ｐ２０１１−５６２７６）
【出願日】平成２３年３月１５日（２０１１．３．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１５日（２０１１．３．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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