压电器件、液体喷射头、液体喷射装置以及压电器件的制造方法与流程

1.本发明涉及压电器件、液体喷射头、液体喷射装置以及压电器件的制造方法，所述压电器件具备振动板、和具有第一电极、压电体层以及第二电极的压电致动器。


背景技术：

2.作为压电器件之一即液体喷射头的代表示例，可以列举出喷射油墨滴的喷墨式记录头。作为喷墨式记录头，已知一种喷墨式记录头，其具备形成有与例如喷嘴连通的压力室的流道形成基板、和经由振动板而被设置于该流道形成基板的一个面侧的压电致动器，通过压电致动器而使压力室内的油墨产生压力变化，从而从喷嘴喷射油墨滴。
3.此外，作为压电致动器，已知一种压电致动器，其具备第一电极、压电体层和第二电极，所述第一电极被形成于振动板上，所述压电体层通过具有电机械转换特性的压电材料而被形成在第一电极上，所述第二电极被设置在压电体层上。在该结构的压电致动器中，有可能因压电体层的挠曲变形而在压电体层中产生裂纹或烧坏等。以抑制这样的不良现象的产生为目的，提出了压电致动器(压电元件)的各种各样的结构(例如，参照专利文献1)。
4.在专利文献1中，记载有如下的情况，即，压电元件被延伸设置至与压力室空部的开口相比靠外侧为止，在压力室空部的外侧使构成压电元件的第一电极层的宽度窄于与压力室空部相对应的区域。
5.虽然在压电致动器被延伸设置至压力室的外侧为止的结构中，存在在如上所述的压电体层中产生裂纹的问题，但进而由于被延伸设置至压力室的外侧为止的压电体层在电压施加时不发生挠曲变形，因此，此时，由于流动的电流而发热。伴随着压电体层的性能提高，压电体层的发热处于变大的趋势，有可能因该发热而使压电致动器损伤。
6.另外，这样的问题未被限定于以喷射油墨的喷墨式记录头为代表的液体喷射头，在其他的压电器件中，也同样存在。
7.专利文献1：日本特开2015-171809公报


技术实现要素：

8.解决上述课题的本发明的一个方式在于一种压电器件，其特征在于，具备：基板，其形成有多个凹部；振动板，其被设置于所述基板的一个面侧；压电致动器，其具有在所述振动板的与所述基板相反的面侧在第一方向上层叠的第一电极、压电体层和第二电极，当将所述第二电极的与所述第一方向交叉的第二方向上的两个区域中的、距所述第二电极的端部较远的一个区域设为第一区域，且将距所述第二电极的端部较近的一个区域设为第二区域时，所述第一区域的所述压电体层进行(100)面择优取向，所述第二区域的所述压电体层的(100)面取向率低于所述第一区域的所述压电体层的(100)面取向率。
9.本发明的其他的方式在于一种液体喷射头，其特征在于，具备：基板，其形成有多个凹部；振动板，其被设置于所述基板的一个面侧；压电致动器，其具有在所述振动板的与
所述基板相反的面侧在第一方向上层叠的第一电极、压电体层和第二电极，当将所述第二电极的与所述第一方向交叉的第二方向上的两个区域中的、距所述第二电极的端部较远的一个区域设为第一区域，且将距所述第二电极的端部较近的一个区域设为第二区域时，所述第一区域的所述压电体层进行(100)面择优取向，所述第二区域的所述压电体层的(100)面取向率低于所述第一区域的所述压电体层的(100)面取向率。。
10.此外，本发明的其他的方式在于一种液体喷射装置，其特征在于，具备上述液体喷射头。
11.而且，本发明的其他的方式在于一种压电器件的制造方法，其特征在于，所述压电器件具备：基板，其形成有多个凹部；振动板，其被设置于所述基板的一个面侧；压电致动器，其具有在所述振动板的与所述基板相反的面侧在第一方向上层叠的第一电极、压电体层和第二电极，当将所述第二电极的与所述第一方向交叉的第二方向上的两个区域中的、距所述第二电极的端部较远的一个区域设为第一区域，且将距所述第二电极的端部较近的一个区域设为第二区域时，所述第一区域的所述压电体层进行(100)面择优取向，所述第二区域的所述压电体层的(100)面取向率低于所述第一区域的所述压电体层的(100)面取向率，在所述压电器件的制造方法中，作为在被设置于所述基板上的所述振动板的表面上层叠所述第一电极、所述压电体层以及所述第二电极而形成所述压电致动器的工序，具有形成用于对所述压电体层的结晶取向进行控制的取向控制层的工序，在形成所述取向控制层的工序中，将所述取向控制层形成为在所述第一区域和所述第二区域中不同的厚度。
附图说明
12.图1为实施方式1所涉及的记录头的分解立体图。
13.图2为实施方式1所涉及的记录头的平面图。
14.图3为实施方式1所涉及的记录头的剖视图。
15.图4为实施方式1所涉及的记录头的主要部分剖视图。
16.图5为实施方式1所涉及的记录头的剖视图。
17.图6为表示实施方式1所涉及的记录头的变形例的主要部分剖视图。
18.图7为表示实施方式1所涉及的记录头的变形例的主要部分剖视图。
19.图8为表示实施方式1所涉及的记录头的制造方法的剖视图。
20.图9为表示实施方式1所涉及的记录头的制造方法的剖视图。
21.图10为表示实施方式1所涉及的记录头的制造方法的剖视图。
22.图11为表示实施方式1所涉及的记录头的制造方法的剖视图。
23.图12为表示实施方式1所涉及的记录头的制造方法的剖视图。
24.图13为表示实施方式1所涉及的记录头的制造方法的剖视图。
25.图14为表示实施方式1所涉及的记录头的制造方法的剖视图。
26.图15为表示实施方式1所涉及的记录头的制造方法的剖视图。
27.图16为表示实施方式1所涉及的记录头的制造方法的剖视图。
28.图17为表示实施方式1所涉及的记录头的制造方法的剖视图。
29.图18为表示实施方式1所涉及的记录头的制造方法的剖视图。
30.图19为表示实施方式1所涉及的记录头的制造方法的剖视图。
31.图20为表示实施方式1所涉及的记录头的制造方法的其他的示例的剖视图。
32.图21为实施方式2所涉及的记录头的主要部分剖视图。
33.图22为实施方式2所涉及的记录头的主要部分剖视图。
34.图23为表示一个实施方式所涉及的记录装置的概要结构的图。
具体实施方式
35.以下，基于实施方式，对本发明进行详细的说明。但是，以下的说明为关于本发明的一个方式的说明，本发明的结构能够在发明的范围内进行任意的变更。在各个图中，对相同部件标记相同的符号，并省略重复的说明。
36.此外，在各个图中，x、y、z表示相互正交的三个空间轴。在本说明书中，将沿着这些轴的方向设为x方向、y方向以及z方向。将各个图的箭头标记所朝向的方向设为正( )方向，将箭头标记的相反方向设为负(-)方向，并进行说明。此外，z方向表示铅直方向， z方向表示铅直下方向，-z方向表示铅直上方向。而且，关于未对正方向以及负方向进行限定的三个x、y、z的空间轴，作为x轴、y轴、z轴进行说明。
37.实施方式1
38.图1为在本发明的实施方式1的液体喷射头的一个示例即喷墨式记录头的分解立体图。图2为记录头的平面图。图3为图2的a-a’线剖视图，图4为将图3中的压电致动器部分放大的图，图5为图2的b-b’线剖视图，且为将压电致动器部分放大的图。
39.如图所示，本实施方式的液体喷射头的一个示例即喷墨式记录头(以下，也仅称为记录头1)为，向作为第一方向的z轴方向、更具体为 z方向喷射油墨滴的记录头。
40.作为基板的一个示例，喷墨式记录头1具备流道形成基板10。流道形成基板10例如由硅基板、玻璃基板、soi(silicon-on-insulator，绝缘衬底上的硅)基板、各种陶瓷基板等构成。另外，流道形成基板10既可以为(100)面择优取向的基板，也可以为(110)面择优取向的基板。
41.在流道形成基板10中，多个压力室12在作为与第一方向即z轴方向交叉的第二方向的x轴方向上被配置有两列。即，构成各个列的多个压力室12沿着作为与x轴方向交叉的第三方向的y轴方向而被配置。
42.构成各列的多个压力室12以x轴方向的位置成为相同的位置的方式而被配置在沿着y轴方向的直线上。在y轴方向上彼此相邻的压力室12通过隔壁11而被划分出。当然，压力室12的配置并未被特别限定。例如，在y轴方向上并排的多个压力室12的配置也可以成为，设为将各个压力室12以每隔一个的方式而在x轴方向上错开的位置的、所谓的交错配置。
43.此外，本实施方式的压力室12在从 z方向平面观察时x轴方向的长度长于y轴方向的长度，例如，被形成为长方形。当然，从 z方向平面观察时的压力室12的形状并未被特别限定，也可以为平行四边形形状、多边形形状、圆形形状、长圆形形状等。另外，在此所说的长圆形形状是指，以长方形形状为基础而将长度方向的两端部设为半圆形状的形状，并设为包含圆角长方形状、椭圆形形状、蛋形形状等。
44.在流道形成基板10的 z方向侧，依次层叠有连通板15、喷嘴板20以及可塑性基板45。
45.在连通板15中，设置有使压力室12和喷嘴21连通的喷嘴连通通道16。此外，在连通
板15中，设置有构成成为多个压力室12所连通的共用液室的歧管100的一部分的第一歧管部17以及第二歧管部18。第一歧管部17被设置为，在z轴方向上贯穿连通板15。此外，第二歧管部18以未在z轴方向上贯穿连通板15的方式而被设置为在 z方向侧的面开口。
46.而且，在连通板15中，与压力室12的x轴方向上的一个端部连通的供给连通通道19独立地被设置于压力室12的每一个中。供给连通通道19使第二歧管部18与各个压力室12连通，从而将歧管100内的油墨供给至各个压力室12。
47.作为连通板15，能够使用硅基板、玻璃基板、soi基板、各种陶瓷基板、金属基板等。作为金属基板，例如，可以列举不锈钢基板等。另外，优选为，连通板15使用热膨胀系数与流道形成基板10大致相同的材料。由此，在流道形成基板10以及连通板15的温度发生了变化时，能够抑制因热膨胀系数的不同而引起的流道形成基板10以及连通板15的翘曲。
48.喷嘴板20被设置于连通板15的与流道形成基板10相反侧、即 z方向侧的面上。在喷嘴板20中，形成有经由喷嘴连通通道16而与各个压力室12连通的喷嘴21。
49.在本实施方式中，多个喷嘴21以沿着y轴方向而成为一列的方式被并排配置。而且，在喷嘴板20上，将这些多个喷嘴21成列设置而成的喷嘴列在x轴方向上被设置有两列。即，各列的多个喷嘴21以x轴方向的位置成为相同的位置的方式被配置。另外，喷嘴21的配置并未被特别限定。例如，在y轴方向上被并排配置的喷嘴21也可以被配置于在x轴方向上以每隔一个的方式而错开的位置上。
50.作为喷嘴板20的材料，并未被特别限定，例如，能够使用硅基板、玻璃基板、soi基板、各种陶瓷基板、金属基板。作为金属板，例如，可以列举不锈钢基板等。而且，作为喷嘴板20的材料，也能够使用如聚酰亚胺树脂那样的有机物等。其中，优选为，喷嘴板20使用与连通板15的热膨胀系数大致相同的材料。由此，当喷嘴板20以及连通板15的温度发生变化时，能够抑制因热膨胀系数的不同而引起的喷嘴板20以及连通板15的翘曲。
51.可塑性基板45与喷嘴板20一起被设置于连通板15的与流道形成基板10相反侧、即 z方向侧的面上。该可塑性基板45被设置于喷嘴板20的周围，并对被设置于连通板15中的第一歧管部17以及第二歧管部18的开口进行密封。在本实施方式中，可塑性基板45具备由具有挠性的薄膜构成的密封膜46、和由金属等硬质的材料构成的固定基板47。固定基板47的与歧管100对置的区域成为在厚度方向上被完全去除的开口部48。因此，歧管100的一个面成为仅由具有挠性的密封膜46密封的可塑性部49。
52.另一方面，虽然详细情况将在后文叙述，但在流道形成基板10的与喷嘴板20等相反的一侧、即-z方向侧的面上，设置有振动板50和压电致动器300，所述压电致动器300使该振动板50发生挠曲变形，从而使压力室12内的油墨产生压力变化。另外，图3为用于对记录头1的整体结构进行说明的图，并简化示出了压电致动器300的结构。
53.在流道形成基板10的-z方向侧的面上，进一步通过粘合剂等而接合有具有与流道形成基板10大致相同的大小的保护基板30。保护基板30具有作为对压电致动器300进行保护的空间的保持部31。保持部31针对在y轴方向上被并排配置的压电致动器300的每一列而被独立设置，并在x轴方向上被并排形成两个。此外，在保护基板30中，设置有贯穿孔32，所述贯穿孔32在z轴方向上贯穿于在x轴方向上被并排设置的两个保持部31之间。
54.此外，在保护基板30上，固定有和流道形成基板10一起将与多个压力室12连通的歧管100划分出的外壳部件40。外壳部件40在平面观察时具有与上述的连通板15大致相同
的形状，该外壳部件40与保护基板30接合，也与上述的连通板15接合。
55.这样的外壳部件40在保护基板30侧具有作为能够对流道形成基板10以及保护基板30进行收纳的深度的空间的收纳部41。该收纳部41具有和保护基板30的与流道形成基板10接合的面相比较大的开口面积。而且，在流道形成基板10以及保护基板30被收纳于收纳部41内的状态下，收纳部41的喷嘴板20侧的开口面由连通板15密封。
56.此外，在外壳部件40中，在x轴方向上的收纳部41的两个外侧，分别划分出第三歧管部42。而且，通过被设置于连通板15中的第一歧管部17以及第二歧管部18、和第三歧管部42，从而构成了本实施方式的歧管100。歧管100在y轴方向上被连续地设置，将各个压力室12和歧管100连通的供给连通通道19在y轴方向上被并排配置。
57.此外，在外壳部件40中，设置有用于与歧管100连通而向各个歧管100供给油墨的导入口44。而且，在外壳部件40中，设置有连接口43，所述连接口43与保护基板30的贯穿孔32连通，并供配线基板120插穿。
58.在这样的本实施方式的记录头1中，从与未图示的外部油墨供给单元连接的导入口44取入油墨，在从歧管100至喷嘴21为止，内部充满油墨后，依照来自驱动电路121的记录信号，对与压力室12相对应的各个压电致动器300施加电压。由此，振动板50与压电致动器300一起发生挠曲变形，从而使各个压力室12内的压力升高，油墨滴被从各个喷嘴21中喷射出。
59.以下，对本实施方式所涉及的压电致动器300的结构进行说明。如上文所述，压电致动器300隔着振动板50而被设置于流道形成基板10的与喷嘴板20相反侧的面上。
60.如图3～图5所示，振动板50由弹性膜51和绝缘体膜52构成，所述弹性膜51被设置于流道形成基板10侧且由氧化硅构成，所述绝缘体膜52被设置于弹性膜51上且由氧化锆膜构成。压力室12等液体流道通过从 z方向侧的面起对流道形成基板10进行各向异性蚀刻而被形成，压力室12等液体流道的-z方向侧的面由弹性膜51构成。
61.另外，振动板50的结构并未被特别限定。振动板50例如也可以由弹性膜51和绝缘体膜52中的任意一方构成，而且，也可以包含除了弹性膜51以及绝缘体膜52以外的其他的膜。作为其他的膜的材料，可以列举出硅、氮化硅等。
62.压电致动器300为使压力室12内的油墨产生压力变化的压力产生单元，也称为压电元件。该压电致动器300具备从作为振动板50侧的 z方向侧朝向-z方向侧而被依次层叠的第一电极60、压电体层70和第二电极80。也就是说，压电致动器300具备相对于振动板50而沿着作为第一方向的z轴方向、在本实施方式中朝向-z方向侧而被依次层叠的第一电极60、压电体层70和第二电极80。
63.不过，将压电致动器300中的在向第一电极60与第二电极80之间施加电压时在压电体层70中产生压电应变的部分称为活性部310。与此相对，将在压电体层70中未产生压电应变的部分称为非活性部320。即，压电致动器300中的压电体层70被第一电极60和第二电极80夹着的部分为活性部310，压电体层70未被第一电极60和第二电极夹着的部分为非活性部320。此外，在使压电致动器300驱动时，将实际在z轴方向上位移的部分称为挠性部，并将在z方向上未位移的部分称为非挠性部。即，压电致动器300中的在z轴方向上与压力室12对置的部分成为挠性部，压力室12的外侧部分成为非挠性部。
64.一般而言，将活性部310的任意一方的电极设为针对每个活性部310而独立的独立
电极，并将另一方的电极设为多个活性部310所共用的共用电极，从而构成。在本实施方式中，第一电极60构成独立电极，第二电极80构成共用电极。
65.具体而言，第一电极60针对每个压力室12而被切分，从而构成针对每个活性部310而独立的独立电极。第一电极60在y轴方向上以窄于压力室12的宽度的宽度而被形成。即，在y轴方向上，第一电极60的端部位于与压力室12对置的区域的内侧。
66.此外，第一电极60的 x方向的端部60a以及-x方向的端部60b分别被配置于压力室12的外侧。如图4所示，第一电极60的 x方向的端部60a被配置于与压力室12的 x方向的端部12a相比靠 x方向的位置。第一电极60的-x方向的端部60b被配置于与压力室12的-x方向的端部12b相比靠-x方向的位置。
67.虽然第一电极60的材料未被特别限定，但例如，使用了铱或铂这样的金属、被缩写为ito的氧化铟锡这样的导电性金属氧化物等导电材料。
68.此外，如图2所示，压电体层70将x轴方向的长度设为预定长度而在y轴方向上被连续地设置。即，压电体层70以预定的厚度沿着压力室12的并排设置方向而被连续地设置。虽然压电体层70的厚度未被特别限定，但由1～4μm左右的厚度形成。此外，如图4所示，压电体层70的x轴方向的长度长于作为压力室12的长度方向的x轴方向的长度。因此，在压力室12的x轴方向的两侧，压电体层70延伸至压力室12的外侧为止。这样，通过压电体层70在x轴方向上延伸至压力室12的外侧为止，从而提高了振动板50的强度。因此，当驱动活性部310而使压电致动器300位移时，能够抑制在压电体层70中产生裂纹等的情况。
69.此外，如图4所示，压电体层70的 x方向的端部70a位于与第一电极60的端部60a相比靠外侧。即，第一电极60的 x方向的端部60a被压电体层70覆盖。另一方面，压电体层70的-x方向的端部70b位于与第一电极60的端部60b相比靠内侧，第一电极60的-x方向的端部60b未被压电体层70覆盖。
70.另外，如图2以及图5所示，在压电体层70上，与各个隔壁11相对应而形成有与其他的区域相比厚度较薄的部分即槽部71。本实施方式的槽部71通过在z轴方向上将压电体层70完全去除而被形成。即，所谓压电体层70具有与其他的区域相比厚度较薄的部分，也包含压电体层70在z轴方向上被完全去除后获得的部分。当然，在槽部71的底面上，压电体层70也可以被形成为薄于其他的部分。
71.此外，槽部71的y轴方向的长度、即槽部71的宽度与隔壁11的宽度相同，或者与其相比较大。在本实施方式中，槽部71的宽度大于隔壁11的宽度。
72.这样的槽部71在从-z方向侧平面观察时以成为矩形形状的方式被形成。当然，槽部71在从-z方向侧平面观察的形状未被限定为矩形形状，可以为五边形以上的多边形状，也可以为圆形形状或椭圆形状等。
73.由于通过在压电体层70上设置槽部71，而抑制了振动板50的与压力室12的y轴方向的端部对置的部分、所谓的振动板50的臂部的刚性，因此，能够使压电致动器300更加良好地位移。
74.作为该压电体层70，可以列举出由被形成于第一电极60上的表示电机械转换作用的铁电性陶瓷材料构成的钙钛矿结构的结晶膜(钙钛矿型晶体)。作为压电体层70的材料，例如，能够使用锆钛酸铅(pzt)等铁电性压电材料、或将氧化铌、氧化镍或氧化镁等金属氧化物添加至其中后获得的材料等。具体而言，能够使用钛酸铅(pbtio3)、锆钛酸铅(pb(zr，
ti)o3)、锆酸铅(pbzro3)、钛酸铅镧((pb，la)，tio3)、锆钛酸铅镧((pb，la)(zr，ti)o3)、或铌酸镁锆钛酸铅(pb(zr，ti)(mg，nb)o3)等。在本实施方式中，作为压电体层70，使用了锆钛酸铅(pzt)。
75.此外，作为压电体层70的材料，未被限定于含铅的铅类的压电材料，也可以使用不含铅的非铅类的压电材料。作为非铅类的压电材料，例如，可以列举铁酸铋((bifeo3)、缩写为“bfo”)、钛酸钡((batio3)、缩写为“bt”)、铌酸钾钠((k，na)(nbo3)、缩写为“knn”)、铌酸钾钠锂((k，na，li)(nbo3))、铌酸锂钽酸钾((k，na，li)(nb，ta)o3)、钛酸铋钾((bi
1/2k1/2
)tio3、缩写为“bkt”)、钛酸铋钠((bi
1/2
na
1/2
)tio3、缩写为“bnt”)、锰酸铋(bimno3、缩写为“bm”)、含铋、钠、钛以及铁并具有钙钛矿结构的复合氧化物(x[(bi
xk1-x
)tio3]-(1-x)[bifeo3]、缩写为“bkt-bf”)、含铋、铁、钡以及钛并具有钙钛矿结构的复合氧化物((1-x)[bifeo3]-x[batio3]、缩写为“bfo-bt”)、或其中添加了锰、钴、铬等金属后获得的物质((1-x)[bi(fe
1-ymy
)o3]-x[batio3](m为mn、co或cr))等。
[0076]
如图4以及图5所示，第二电极80被设置于压电体层70的与第一电极60相反侧、即-z方向侧，并构成多个活性部310所共用的共用电极。第二电极80将x轴方向的长度设为预定长度，从而在y轴方向上被连续地设置。该第二电极80也被设置于槽部71的内表面、即压电体层70的槽部71的侧面上以及作为槽部71的底面的绝缘体膜52上。另外，关于槽部71内部，第二电极80既可以仅被设置于槽部71的内表面的一部分上，也可以未被设置成遍及槽部71的内表面的整个面。
[0077]
此外，如图4所示，第二电极80的 x方向的端部80a被配置为，成为与被压电体层70覆盖的第一电极60的 x方向的端部60a相比靠外侧。即，第二电极80的 x方向的端部80a位于与压力室12的 x方向的端部12a相比靠外侧、且与第一电极60的端部60a相比靠外侧。在本实施方式中，第二电极80的 x方向的端部80a实质上与压电体层70的端部70a一致。因此，活性部310的 x方向的端部、即活性部310与非活性部320的边界通过第一电极60的端部60a而被规定。
[0078]
另一方面，虽然第二电极80的-x方向的端部80b被配置于与压力室12的-x方向的端部12b相比靠外侧，但被配置于与压电体层70的x轴方向的端部70b相比靠内侧。如上文所述，压电体层70的-x方向的端部70b位于与第一电极60的端部60b相比靠内侧。因此，第二电极80的-x方向的端部80b位于与第一电极60的-x方向的端部60b相比靠内侧的压电体层70上。因此，在第二电极80的-x方向的端部80b的外侧，存在压电体层70的表面露出的部分。
[0079]
这样，由于第二电极80的-x方向的端部80b被配置于与压电体层70以及第一电极60的-x方向的端部相比靠 x方向侧，因此，活性部310的-x方向的端部、即活性部310与非活性部320的边界通过第二电极80的-x方向的端部80b而被规定。
[0080]
虽然第二电极80的材料并未被特别限定，但与第一电极60同样地，例如，优选使用铱或铂这样的金属、氧化铟锡这样的导电性金属氧化物等导电材料。
[0081]
此外，在第二电极80的-x方向的端部80b的外侧、即第二电极80的端部80b的进一步靠-x方向侧，设置有虽然由与第二电极80相同的层构成但不与第二电极80电连续的配线部85。此外，配线部85在以与第二电极80的-x方向的端部80b不接触的方式而隔开间隔的状态下，从压电体层70上跨至与压电体层70相比向-x方向延伸设置的第一电极60上而被形成。该配线部85针对每个活性部310而被独立设置。即，配线部85沿着y轴方向而以预定的间
隔被配置多个。另外，虽然配线部85也可以由独立于第二电极80的层形成，但优选为，由与第二电极80相同的层形成。由此，能够简化配线部85的制造工序，从而实现成本的减少。
[0082]
此外，在构成压电致动器300的第一电极60和第二电极80上，分别连接有独立引线电极91和作为驱动用共用电极的共用引线电极92。在独立引线电极91以及共用引线电极92的与连接于压电致动器300上的端部相反侧的端部上，连接有具有挠性的配线基板120。在本实施方式中，独立引线电极91以及共用引线电极92以在被形成于保护基板30中的贯穿孔32内露出的方式被延伸设置，并在该贯穿孔32内与配线基板120电连接。在配线基板120上，安装有驱动电路121，所述驱动电路121具有用于对压电致动器300进行驱动的开关元件。
[0083]
虽然独立引线电极91以及共用引线电极92在本实施方式中由相同的层构成，但以不电连续的方式被形成。由此，与分别独立地形成独立引线电极91和共用引线电极92的情况相比，能够简化制造工序，从而减少成本。当然，也可以使独立引线电极91和共用引线电极92由不同的层形成。
[0084]
独立引线电极91以及共用引线电极92的材料只要为具有导电性的材料，则未被特别限定，例如，能够使用金(au)、铂(pt)、铝(al)、铜(cu)等。在本实施方式中，作为独立引线电极91以及共用引线电极92，使用了金(au)。此外，独立引线电极91以及共用引线电极92也可以具有使与第一电极60以及第二电极80或振动板50之间的紧贴性提高的紧贴层。
[0085]
独立引线电极91针对每个活性部310、即针对每个第一电极60而被设置。独立引线电极91经由配线部85而与被设置于压电体层70的外侧的第一电极60的-x方向的端部60b附近连接，在-x方向上被引出至流道形成基板10上，实际上在-x方向上被引出至振动板50上。
[0086]
另一方面，共用引线电极92在y轴方向的两端部处在-x方向上被从构成压电体层70上的共用电极的第二电极80上引出至振动板50上。此外，共用引线电极92在与压力室12的-x方向侧的端部12b相对应的区域中具有沿着y轴方向而被延伸设置的延伸设置部93。而且，共用引线电极92在与压力室12的 x方向侧的端部12a相对应的区域中具备沿着y轴方向而被延伸设置的延伸设置部94。这些延伸设置部93、94相对于多个活性部310，在y轴方向上被连续设置。如上文所述，共用引线电极92在y轴方向的两端部处在-x方向上被引出至振动板50上。
[0087]
此外，延伸设置部93、94从压力室12的内侧起被延伸设置至压力室12的外侧。在本实施方式中，压电致动器300的活性部310在压力室12的x轴方向的两端部处被延伸设置至压力室12的外侧，延伸设置部93、94在该活性部310上被延伸设置至压力室12的外侧。
[0088]
可是，在这样的本实施方式所涉及的压电致动器300中，当将第二电极80的x轴方向上的两个区域中的、距第二电极80的端部80b较远的一个区域设为第一区域s1，且将距第二电极80的端部80b较近的一个区域设为第二区域s2时，第一区域s1的压电体层70进行(100)面择优取向，第二区域s2的压电体层70的(100)面取向率低于第一区域s1的压电体层70的(100)面取向率。
[0089]
换言之，压电体层70在第一区域s1中具有进行(100)面择优取向的第一取向部75，并且，在第二区域s2中具有与第一取向部75相比(100)面取向率较低的第二取向部76。
[0090]
第一区域s1以及第二区域s2具体为如下的区域。第一区域s1为，位于振动板50与作为凹部的压力室12相接的驱动区域内的区域。第二区域s2为，位于振动板50未与压力室12相接的非驱动区域内的区域。即，第一区域s1为压力室12的内侧的区域，优选为，x轴方向
上的压力室12的中央部附近的区域，第二区域s2为压力室12的-x方向的端部12b的外侧的区域。
[0091]
即，压电体层70在与压力室12对置的区域中具有进行(100)面择优取向的第一取向部75，并在压力室12的-x方向的端部12b的外侧的区域中具有(100)面取向率低于第一取向部75的第二取向部76。在本实施方式中，压电体层70主要由进行(100)面择优取向的第一取向部75构成，在压力室12的外侧的区域的一部分中具有(100)面取向率低于第一取向部75的第二取向部76。
[0092]
此外，在本说明书中，“择优取向”是指，表示50％以上、优选为80％以上的结晶在预定的晶面上取向的情况。例如“(100)面择优取向”，不仅包括全部的结晶进行(100)面取向的情况，还包括一半以上的结晶(换言之，50％以上，优选为，80％以上)进行(100)面取向的情况。
[0093]
此外，第二取向部76只要与第一取向部75相比(100)面取向率较低即可，当然，可以进行(100)面取向，但也可以不进行(100)面取向。在本实施方式中，第二取向部76进行(111)面择优取向。即，第二区域s2的压电体层70进行(111)面择优取向。此外，第二取向部76也可以进行(110)面择优取向。即，第二区域s2的压电体层70也可以进行(110)面择优取向。
[0094]
此外，虽然详细情况将在后文叙述，但伴随着压电体层70具有第一取向部75和第二取向部76，在压电体层70的第一电极60侧的表面附近，存在有钛的含有率在第一取向部75和第二取向部76中不同的表层部700。即，压电体层70至少在第一电极60侧具有钛的含有率在第一区域s1和第二区域s2中不同的表层部700。
[0095]
这样，通过压电体层70具有第一取向部75和第二取向部76，从而能够在抑制压电致动器300的变形的妨碍的同时，抑制压电体层70的发热。进行(100)面择优取向的第一取向部75在施加电压时的压电应变较大。另一方面，例如，进行(111)面择优取向且与第一取向部75相比(100)面取向率较低的第二取向部76在对压电致动器300施加电压时的压电应变小于第一取向部75。因此，通过压电体层70在压力室12的外侧的区域中具有第二取向部76，从而能够在抑制压电致动器300的变形的妨碍的同时，抑制压电体层70的发热。
[0096]
优选为，第二取向部76在压电致动器300的活性部310中的成为非挠性部的部分、即向压力室12的外侧延伸的部分上以尽量大的范围被形成。由此，能够更加有效地抑制压电体层70的发热。
[0097]
此外，优选为，第二取向部76的-x方向侧的端部76b位于与第二电极80的-x方向侧的端部80b相比靠外侧。即，优选为，与第一区域s1的压电体层70相比(100)取向率较低的第二区域s2的压电体层70延伸至第二电极80的端部80b的外侧。而且，优选为，第二取向部76的-x方向侧的端部76b设为在某种程度上与第二电极80的-x方向侧的端部80b分离的位置。
[0098]
第二电极80的端部80b限定了在电压施加时产生压电应变的活性部310和未产生压电应变的非活性部320之间的边界。因此，在第二电极80的端部80b附近，容易在电压施加时在压电体层70中产生裂纹等。但是，通过第二取向部76被延伸设置至与第二电极80的端部80b相比靠外侧为止，从而也将活性部310的压电应变抑制得较小。因此，能够抑制第二电极80的端部80b附近的压电体层70的裂纹的产生。
[0099]
当然，如图6所示，第二取向部76的端部76b也可以位于与第二电极80的端部80b相
比靠 x方向侧。虽然在这样的结构中，抑制在第二电极80的端部80b附近的压电体层70的裂纹产生的效果也许较低，但可以获得抑制压电体层70的发热的效果。
[0100]
另一方面，第二取向部76的 x方向侧的端部76a的位置未被特别限定，但优选为压力室12的端部12b的附近。此外，如果是能够确保由于施加电压而产生的压电致动器300的位移量的范围，则第二取向部76的 x方向侧的端部76a也可以如图7所示位于压力室12内。通过这样尽量扩大第二取向部76的范围，从而能够进一步抑制压电体层70的发热。
[0101]
但是，优选为，第二取向部76的 x方向侧的端部76a、即第一取向部75和第二取向部76的边界位于，与被形成于第二电极80上的延伸设置部93对置的区域内。由于第一取向部75和第二取向部76在电压施加时的压电应变的大小不同，因此，当对压电致动器300施加电压时，在作为第一取向部75和第二取向部76的边界的第二取向部76的端部76a附近处，容易在压电体层70中产生裂纹。但是，如果第二取向部76的端部76a在与延伸设置部93对置的区域内，则由于通过该延伸设置部93而抑制了第一取向部75和第二取向部76的边界附近的压电致动器300的位移，因此，能够抑制针对压电体层70的裂纹的产生。
[0102]
另外，压电体层70的与第二取向部76相比靠外侧、即-x方向侧的部分在本实施方式中成为第一取向部75。但是，压电体层70的该部分的取向并未被特别限定。由于压电体层70的与第二取向部76相比靠-x方向侧的部分为未形成有第二电极80的非活性部320，因此，也不会在电压施加时发热。因此，该部分当然也可以为第二取向部76，(100)面取向率也可以与第一取向部75以及第二取向部76不同。
[0103]
接下来，对本实施方式所涉及的喷墨式记录头1的制造方法的一个示例、尤其压电致动器300的制造方法的一个示例进行说明。图8～图19为，表示喷墨式记录头的制造方法的剖视图。
[0104]
首先，如图8所示，在作为硅晶片的流道形成基板用晶片110的表面上形成弹性膜51。在本实施方式中，通过使流道形成基板用晶片110热氧化，从而形成了由二氧化硅构成的弹性膜51。当然，弹性膜51的材料未被限定于二氧化硅，也可以设为氮化硅膜、多晶硅膜、有机膜(聚酰亚胺、对二甲苯基聚合物等)等。弹性膜51的形成方法未被限定于热氧化，也可以通过溅射法、cvd(chemical vapor deposition，化学气相沉积)法、旋涂法等来形成。
[0105]
接下来，如图9所示，在弹性膜51上，形成由氧化锆构成的绝缘体膜52。绝缘体膜52未被限定于氧化锆，也可以使用氧化钛(tio2)、氧化铝(al2o3)、氧化铪(hfo2)、氧化镁(mgo)、铝酸镧(laalo3)等。作为形成绝缘体膜52的方法，可以列举溅射法、cvd法、蒸镀法等。虽然在本实施方式中，通过该弹性膜51以及绝缘体膜52而形成了振动板50，但作为振动板50，也可以仅设置弹性膜51以及绝缘体膜52中的任意一方。
[0106]
接下来，如图10所示，在绝缘体膜52上的整个面上形成第一电极60。虽然该第一电极60的材料未被特别限定，但在作为压电体层70而使用锆钛酸铅(pzt)的情况下，优选为，由于氧化铅的扩散而导致的导电性的变化较少的材料。因此，作为第一电极60的材料，优选为使用铂、铱等。此外，第一电极60例如能够通过溅射法或pvd(physical vapor deposition)法(物理气相沉积法)等来形成。
[0107]
接下来，如图11所示，在第一电极60上形成作为取向控制层的由钛(ti)形成的晶种层61。另外，晶种层61既可以被形成为层状，也可以被形成为岛状。
[0108]
此时，以不同的厚度形成与第一取向部75相对应的位置的晶种层61a和形成第二
取向部76的位置的晶种层61b。即，关于与第一取向部75相对应的位置的晶种层61a，以第一取向部75进行(100)面择优取向的方式，以例如具有1～200nm左右的范围的厚度的方式而形成，优选为，形成为5～20nm左右的范围内的预定厚度，关于形成第二取向部76的位置的晶种层61b，形成为与晶种层61a不同的厚度。
[0109]
在形成进行(111)面择优取向的第二取向部76的本实施方式的情况下，通过蚀刻等来对被形成于第一电极60上的晶种层61进行图案形成，如图12所示，将形成第二取向部76的位置的晶种层61b去除，或者，使形成第二取向部76的位置的晶种层61b的厚度薄于形成第一取向部75的位置的晶种层61a。另外，在图12中，用假想线表示形成第一取向部75以及第二取向部76的位置。在本实施方式中，实质上将晶种层61b去除，包含晶种层61a在内的其他的区域的晶种层61以预定的厚度的状态残留。晶种层61的蚀刻方法未被特别限定，例如，即可以为由蚀刻液实现的方法，也可以为离子抛光等干法蚀刻。
[0110]
在以预定的厚度形成的晶种层61a中，在后续的工序中形成压电体层70时，能够将压电体层70的择优取向方位控制为(100)，作为电机械转换元件，能够获得优选的压电体层70的第一取向部75。另一方面，在被去除或被较薄地残留的晶种层61b中，在后续的工序中形成压电体层70时，压电体层70受到作为基底层的第一电极60的影响而生长。作为基底层的第一电极60例如由铂等构成，并进行(111)面择优取向，因此，第二取向部76受到第一电极60的影响，而进行(111)面择优取向。
[0111]
在此，晶种层61为，在压电体层70结晶化时，作为促进结晶化的种子而发挥功能，并在压电体层70的烧成后在压电体层70内扩散的层。因此，压电体层70在第一电极60侧的表面附近、例如20nm～30nm左右的范围内具有钛的含有率在第一取向部75和第二取向部76中不同的表层部700。即，压电体层70在第一电极60侧具有钛的含有率在第一区域s1和第二区域s2中不同的表层部700(参照图4)。
[0112]
具体而言，被形成于进行(111)面择优取向的第二取向部76中的表层部700b的钛含有率低于，进行(100)面择优取向的第一取向部75的表层部700a的钛含有率。即，第二区域s2中的表层部700b的钛含有率低于第一区域s1中的表层部700a的钛含有率。
[0113]
也就是说，第一取向部75具有作为进行(100)面择优取向的结果而含有预定量的钛的表层部700a，第二取向部76具有作为进行(111)面择优取向的结果而与第一取向部75的表层部700a相比钛的含有率较低的表层部700b。另外，“钛的含有率较低”是相对的限定，也可以在第二取向部76的表层部700b中不一定包含钛。
[0114]
顺便说明，与本实施方式不同，在形成进行(110)面择优取向的第二取向部76的情况下，使与第二取向部76相对应的位置的晶种层61b的厚度厚于与第一取向部75相对应的位置的晶种层61a的厚度。例如，通过蚀刻等而对被形成于第一电极60上的晶种层61进行图案形成，从而暂时去除与第一取向部75相对应的位置的晶种层61a。此后，在第一电极60上，以预定的厚度再次形成由钛(ti)构成的晶种层61。由此，与第一取向部75相对应的位置的晶种层61a成为适当的厚度，与第二取向部76对置的位置的晶种层61b厚于晶种层61a。
[0115]
即使在该情况下，在以预定的厚度而被设置的晶种层61a的部分中，在后续的工序中形成压电体层70时，也能够将压电体层70的择优取向方位控制为(100)，作为电机械转换元件，能够获得优选的压电体层70的第一取向部75。另一方面，在与晶种层61a相比被形成得较厚的晶种层61b的部分中，在后续的工序中形成压电体层70时，压电体层70自由生长，
从而第二取向部76进行(110)面择优取向。
[0116]
此外，在该情况下，压电体层70也在第一电极60侧的表面附近具有钛的含有率在第一取向部75和第二取向部76中不同的表层部700。而且，进行(110)面择优取向的第二取向部76的表层部700b的钛含有率高于第一取向部75的表层部700a的钛含有率。即，第二区域s2中的表层部700b的钛含有率高于第一区域s1中的表层部700b的钛含有率。
[0117]
换言之，第一取向部75具有作为进行(100)面择优取向的结果而含有预定量的钛的表层部700a，第二取向部76具有作为进行(110)面择优取向的结果而钛的含有率高于第一取向部75的表层部700a的表层部700b。
[0118]
接下来，形成由锆钛酸铅(pzt)构成的压电体层70。在本实施方式中，利用所谓的溶胶-凝胶法来形成压电体层70，所述溶胶-凝胶法对使金属络合物溶解并分散在溶剂中的所谓的溶胶进行涂布干燥从而使其凝胶化，进而通过高温烧成而得到由金属氧化物构成的压电体层70。压电体层70的制造方法未被限定于溶胶-凝胶法，例如，也可以使用mod法等液相成膜法、或溅射法、物理气相沉积法(pvd法)、激光烧蚀法等气相成膜法。
[0119]
作为压电体层70的具体的形成步骤，首先，如图13所示，在形成有晶种层61的第一电极60上，使作为pzt前驱体膜的压电体前驱体膜73成膜。即，在形成有第一电极60(晶种层61)的流道形成基板用晶片110上，涂布包含金属络合物在内的溶胶(溶液)(涂布工序)。接下来，将该压电体前驱体膜73加热至预定温度，从而干燥固定时间(干燥工序)。例如，在本实施方式中，能够将压电体前驱体膜73在170～180℃下保持8～30分钟，从而进行干燥。
[0120]
接下来，通过将干燥的压电体前驱体膜73加热至预定温度并保持固定时间，从而进行脱脂(脱脂工序)。例如，在本实施方式中，通过将压电体前驱体膜73加热至300～400℃左右的温度，并保持大约10～30分钟，从而进行了脱脂。另外，此处所说的脱脂是指，使压电体前驱体膜73所包含的有机成分例如作为no2、co2、h2o等而脱离。
[0121]
接下来，如图14所示，通过将压电体前驱体膜73加热至预定温度并保持固定时间，而使其结晶化，并形成压电体膜74(烧成工序)。在该烧成工序中，优选为，将压电体前驱体膜73加热至700℃以上。另外，在烧成工序中，优选为，将升温速度设为50℃/sec以上。由此，能够得到优异特性的压电体膜74。
[0122]
作为在这样的干燥工序、脱脂工序以及烧成工序中被使用的加热装置，例如，能够使用热板、或通过红外线灯的照射而进行加热的rtp(rapid thermal processing，快速热处理)装置等。
[0123]
接下来，如图15所示，在第一电极60上形成第一层的压电体膜74的阶段，同时对第一电极60以及第一层的压电体膜74进行图案形成。另外，第一电极60以及第一层的压电体膜74的图案形成，例如通过离子抛光等干法蚀刻来实施。
[0124]
在此，例如，在对第一电极60进行图案形成之后形成第一层的压电体膜74的情况下，由于经过光刻工序、离子抛光、灰化而对第一电极60进行图案形成，因此，第一电极60的表面变质。于是，即使在变质的面上形成压电体膜74，该压电体膜74的结晶性也不会良好，由于第二层以后的压电体膜74也影响了第一层的压电体膜74的结晶状态并结晶生长，因此，无法形成具有良好的结晶性的压电体层70。
[0125]
与其相比，如果在形成了第一层的压电体膜74后与第一电极60同时进行图案形成，则第一层的压电体膜74与第一电极60等相比，即使作为使第二层以后的压电体膜74良
好地进行结晶生长的种子(种子)，性质也会较强，即使通过图案形成而在表层上形成极薄的变质层，也不会给第二层以后的压电体膜74的结晶生长带来较大的影响。
[0126]
接下来，如图16所示，通过多次反复执行由上述的涂布工序、干燥工序、脱脂工序以及烧成工序构成的压电体膜形成工序，从而形成由多层压电体膜74构成的压电体层70。
[0127]
接下来，如图17所示，将压电体层70与各个压力室12相对应地进行图案形成。在本实施方式中，通过在压电体层70上设置以预定形状形成的掩模(未图示)并经由该掩模而对压电体层70进行蚀刻的、所谓的光刻法，从而进行了图案形成。另外，压电体层70的图案形成，例如可以列举出反应离子蚀刻或离子抛光等干法蚀刻。
[0128]
接下来，如图18所示，跨及压电体层70以及绝缘体膜52，例如，形成由铱(ir)构成的第二电极80，并以预定形成对该第二电极80进行图案形成。而且，如图19所示，在流道形成基板用晶片110上形成独立引线电极91以及共用引线电极92。由此，形成压电致动器300。
[0129]
虽然关于此后的工序，省略图示，但将作为硅晶片且成为多个保护基板30的保护基板用晶片接合在流道形成基板用晶片110的压电致动器300侧之后，使流道形成基板用晶片110变薄为预定的厚度。此外，通过经由以预定形状而被进行了图案形成的掩模，对流道形成基板用晶片110进行使用了koh等碱性溶液的各向异性蚀刻(湿法蚀刻)，从而形成由该隔壁11划分出的压力室12。
[0130]
而且，例如，通过利用切割等而将流道形成基板用晶片110以及保护基板用晶片的外周边缘部的无用的部分进行切断，从而将其去除。而且，将流道形成基板用晶片110和保护基板用晶片的接合体分割为如图1所示的一个芯片尺寸的流道形成基板10等。而且，通过在保护基板30和流道形成基板10的接合体上接合连通板15、喷嘴板20、外壳部件40、可塑性基板45等，从而制造出本实施方式的记录头1。
[0131]
如以上说明的那样，在本实施方式所涉及的喷墨式记录头1中，第一区域s1的压电体层70进行(100)面择优取向，第二区域s2的压电体层70的(100)面取向率低于第一区域s1的压电体层70的(100)面取向率。更具体而言，在记录头1中，压电体层70在第一区域s1中具有进行(100)面择优取向的第一取向部75，并在第二区域s2中具有进行(111)面择优取向的第二取向部76。由此，能够在抑制压电致动器300的变形的妨碍的同时抑制压电体层70的发热。
[0132]
此外，在本实施方式中，作为形成压电致动器300的工序，具有形成用于对压电体层70的结晶取向进行控制的取向控制层即晶种层61的工序，在形成该晶种层61的工序中，将晶种层61形成为在第一区域s1和第二区域s2中不同的厚度。即，将晶种层61形成为在第一取向部75和第二取向部76中不同的厚度。具体而言，如上文所述，使与第二取向部76相对应的位置的晶种层61的厚度薄于与第一取向部75相对应的位置的晶种层61的厚度。由此，能够使第一取向部75进行(100)面择优取向，并使第二取向部76进行(111)面择优取向。
[0133]
可是，虽然在本实施方式中设为，在形成压电体层70时，通过对在第一电极60上所形成的作为取向控制层的晶种层61的厚度进行调节，从而对压电体层70的取向、即第一取向部75以及第二取向部76的取向进行控制，但通过对所谓的中间晶种层的厚度进行调节，也能够对压电体层70的取向进行控制。
[0134]
中间晶种层62在对第一层的压电体膜74和第一电极60进行了图案形成后(参照图15)，如图20所示，跨及绝缘体膜52上、第一电极60的侧面、第一层的压电体膜74的侧面以及
压电体膜74上而形成。该中间晶种层62与晶种层61同样地优选使用了钛，并形成为层状或岛状。此后，与上述的实施方式相同，形成第二层以后的压电体膜74(参照图16～图19)。
[0135]
而且，通过该中间晶种层62，也能够对第二层以后的压电体膜74的取向进行控制。与上述的晶种层61的情况相同，使与第二取向部76相对应的位置的中间晶种层62b的厚度薄于与第一取向部75相对应的位置的中间晶种层62a的厚度(参照图20)。由此，能够使第一取向部75进行(100)面择优取向，并使第二取向部76进行(111)面择优取向。而且，在形成中间晶种层62的情况下，在压电体层70的第一电极60侧的表面附近，存在钛的含有率在第一取向部75和第二取向部76中不同的表层部700。
[0136]
另外，在形成中间晶种层62的情况下，既可以不形成晶种层61，也可以与中间晶种层62一起形成晶种层61。在与中间晶种层62一起形成晶种层61的情况下，只要晶种层61的厚度整体上设为大致均匀即可。
[0137]
实施方式2
[0138]
图21为本实施方式所涉及的喷墨式记录头的剖视图。另外，对相同的部件标记相同的符号，并省略重复的说明。
[0139]
在上述的实施方式1中，在制造压电致动器300时，形成作为取向控制层的由钛构成的晶种层61，其结果为，在压电体层中存在含有钛的表层部700。在本实施方式中，由于在制造压电致动器300时不形成晶种层61，因此，不存在含有钛的表层部700。
[0140]
在本实施方式所涉及的喷墨式记录头1中，如图21所示，在第一电极60与压电体层70之间，设置有作为取向控制层的取向层150。该取向层150被构成为，包含选自laniyo
x
、srruyo
x
、(ba，sr)tiyo
x
、(bi，fe)tiyo
x
中的至少一个，优选为，由laniyo
x
构成。
[0141]
此外，在取向层150中，第二区域s2中的z轴方向的长度短于第一区域s1中的取向层150的z轴方向的长度。即，与压电体层70的第一取向部75相对应的取向层150以预定的厚度而被形成，与第二取向部76相对应的位置的取向层150b的厚度薄于，与第一取向部75相对应的位置的取向层150a的厚度。
[0142]
通过在预定厚度的取向层150上形成压电体层70，从而能够将压电体层70的择优取向方位控制为(100)，并能够作为电机械转换元件而得到优选的压电体层70。因此，在预定厚度的取向层150上形成进行(100)面择优取向的第一取向部75。另一方面，当在与对应于第一取向部75的部分相比被形成得较薄的取向层150上形成压电体层70时，受到作为基底层的第一电极60的影响而生长。作为基底层的第一电极60例如由铂等构成，并进行(111)面择优取向。因此，在与对应于第一取向部75的部分相比被形成得较薄的取向层150上，形成进行(111)面择优取向的第二取向部76。
[0143]
另外，取向层150只要以与晶种层61相同的步骤形成即可。具体而言，在第一电极60上的整个面上形成取向层150后，通过蚀刻等而对该取向层150进行图案形成，而将与第二取向部76相对应的位置的取向层150b去除，或者，使取向层150b的厚度薄于与第一取向部75相对应的位置的取向层150的厚度即可。取向层150的蚀刻方法未被特别限定，例如，既可以为由蚀刻液实现的蚀刻，也可以为离子抛光等干法蚀刻。
[0144]
此外，本实施方式所涉及的取向层150在未被扩散至压电体层70的情况下作为层而残留。虽然取向层150的厚度未被特别限定，但优选为5nm～20nm左右。由此，能够使第一取向部75良好地进行(100)面择优取向。
[0145]
实施方式3
[0146]
图22为，作为本发明的实施方式3所涉及的液体喷射头的一个示例的喷墨式记录头的剖视图，且为表示压电致动器300的结构的放大图。另外，对与实施方式1相同的部件标记相同的符号，并省略重复的说明。
[0147]
如图22所示，本实施方式所涉及的压电致动器300具备被设置于第二电极80的-z方向侧、即第二电极80上的保护膜200。距第二区域s2较近的第二电极80的端部80b被该保护膜200覆盖。即，保护膜200以覆盖压电致动器300的活性部310和非活性部320的边界部分的方式而被设置。另外，保护膜200以外的结构与实施方式1相同。
[0148]
在活性部310和非活性部320的边界附近的压电体层70中，例如，有时因压电应变的产生状态变得不均而产生应力集中，伴随于此，有时裂纹或因该裂纹而引起的烧坏的产生变得明显。但是，在本实施方式中，由于以覆盖活性部310和非活性部320的边界部分的方式设置了保护膜200，因此，能够更可靠地减少该区域中的裂纹以及烧坏的产生。
[0149]
虽然在图22所示的示例中，保护膜200仅被设置于第二电极80的端部80b附近，但形成保护膜200的范围未被特别限定。例如，保护膜200也可以以覆盖非活性部320的压电体层70的表面露出的部分的方式被设置。
[0150]
此外，虽然保护膜200的材料未被特别限定，但例如能够使用聚酰亚胺(芳香族聚酰亚胺)等有机材料。此外，保护膜200也可以由环氧类的粘合剂或硅类的粘合剂形成。此外，在通过粘合剂来形成保护膜200的情况下，也可以设为，用于在流道形成基板10上粘合保护基板30的粘合剂作为保护膜200而发挥功能。即，也可以设为，通过粘合剂而将保护基板30粘合在流道形成基板10的与第二电极80的端部80b相对应的部分处，第二电极80的端部80b被该粘合剂覆盖。
[0151]
此外，优选为，保护膜200的杨氏模量在第二区域s2中低于第二电极80的杨氏模量。在本实施方式中，由于保护膜200例如由聚酰亚胺等有机材料形成，因此，保护膜200的杨氏模量低于由铱这样的金属等形成的第二电极80的杨氏模量。由此，活性部310和非活性部320的边界部分中的压电体层70的压电应变更加难以产生，此外，由于振动也容易被吸收，因此，能够更可靠地减少该区域中的裂纹以及烧坏的产生。
[0152]
其他的实施方式
[0153]
以上，对本发明的各个实施方式进行了说明，但本发明的基本结构未被限定于上述的实施方式。
[0154]
例如，虽然在上述的实施方式中设为，通过对作为取向控制层的晶种层61、中间晶种层62或取向层150的厚度进行调节，从而使第二取向部76的(100)取向率低于第一取向部75的取向率，但对第一取向部75以及第二取向部76的(100)取向率进行调节的方法、即对压电体层70的(100)取向率进行调节的方法未被特别限定。例如，当形成压电体层70时，通过对在第一电极60或第一层的压电体膜74上所存在的杂质的附着量进行调节，从而能够使压电体层70的(100)取向率进行变化。更具体而言，在利用由有机物构成的掩模从而对第一电极60或第一层的压电体膜74进行图案形成时，在形成有第二取向部76的部分上，残留掩模的极少的一小部分，并在该状态下形成其余的压电体层70。由此，能够使第二取向部76的(100)取向率低于第一取向部75的取向率。
[0155]
此外，在上述的实施方式中，将第二电极80的-y方向的端部80b附近的结构作为一
个示例而对本发明进行了说明，但本发明也当然能够应用在第二电极80的 y方向的端部80b附近。在压力室12的 y方向外侧存在由第二电极80的端部80a限定的压电致动器300的活性部310和非活性部320的边界部的情况下，也能够将上述的本发明的结构应用于第二电极80的 y方向的端部80a侧。
[0156]
此外，虽然在上述的各个实施方式中设为，第一电极60构成每个活性部310的独立电极，第二电极80构成多个活性部310的共用电极，但也可以设为，第一电极60构成多个活性部310的共用电极，第二电极80构成每个活性部310的独立电极。即使在该情况下，也可以获得与上述的实施方式相同的效果。
[0157]
此外，这些各个实施方式的记录头1被搭载于作为液体喷射装置的一个示例的喷墨式记录装置上。图23为，表示一个实施方式所涉及的液体喷射装置的一个示例即喷墨式记录装置的一个示例的概要图。
[0158]
在图23所示的喷墨式记录装置i中，记录头1以可拆装的方式设置有构成油墨供给单元的盒2，并被搭载于滑架3上。搭载了该记录头1的滑架3以在被安装于装置主体4上的滑架轴5的轴向上移动自如的方式被设置。
[0159]
而且，通过驱动电机6的驱动力经由未图示的多个齿轮以及同步带7而被传递至滑架3，从而使搭载了记录头1的滑架3沿着滑架轴5而移动。另一方面，在装置主体4中设置有作为输送单元的输送辊8，纸等作为记录介质的记录薄片s通过输送辊8而被输送。另外，对记录薄片s进行输送的输送单元不限于输送辊，也可以为带或滚筒等。
[0160]
在这样的喷墨式记录装置i中，在相对于记录头1而在 x方向上对记录薄片s进行输送，并使滑架3相对于记录薄片s而在y方向上往复移动的同时，使油墨滴从记录头1喷射，从而跨及记录薄片s的大致整个面而实施油墨滴的喷落、所谓的印刷。
[0161]
此外，虽然在上述的喷墨式记录装置i中，例示了记录头1被搭载于滑架3上并在作为主扫描方向的y方向上往复移动的方式，但并未被特别限定于此，例如，也能够将本发明应用于，记录头1被固定从而仅通过使纸等记录薄片s在作为副扫描方向的x方向上移动而实施印刷的、所谓行式记录装置中。
[0162]
另外，在上述实施方式中，作为液体喷射头的一个示例而列举出喷墨式记录头，此外，作为液体喷射装置的一个示例而列举出喷墨式记录装置，并进行了说明，但本发明为广泛地以全部的液体喷射头以及液体喷射装置为对象的发明，当然，也能够应用于喷射油墨以外的液体的液体喷射头或液体喷射装置中。作为其他的液体喷射头，例如，可以列举应用于打印机等图像记录装置中的各种记录头、应用于液晶显示器等的彩色滤波滤器的制造中的颜色材料喷射头、应用于有机el(electro luminescence，电致发光)显示器、fed(场发射显示器)等的电极形成中的电极材料喷射头、应用于生物芯片制造中的生物体有机物喷射头等，也能够应用于具备所涉及的液体喷射头的液体喷射装置中。
[0163]
此外，本发明不仅能够应用于以喷墨式记录头为代表的液体喷射头中，也能够应用于超声波发射机等超声波器件、超声波电机、压力传感器、热电传感器等其他的压电器件中。
[0164]
符号说明
[0165]
s1
…
第一区域；s2
…
第二区域；i
…
喷墨式记录装置(记录装置)；1
…
喷墨式记录头(记录头)；2
…
盒；3
…
滑架；4
…
装置主体；5
…
滑架轴；6
…
驱动电机；7
…
同步带；8
…
输送辊；
10
…
流道形成基板(基板)；11
…
隔壁；12
…
压力室(凹部)；15
…
连通板；16
…
喷嘴连通通道；17
…
第一歧管部；18
…
第二歧管部；19
…
供给连通通道；20
…
喷嘴板；21
…
喷嘴；30
…
保护基板；31
…
保持部；32
…
贯穿孔；40
…
外壳部件；41
…
收纳部；42
…
第三歧管部；43
…
连接口；44
…
导入口；45
…
可塑性基板；46
…
密封膜；47
…
固定基板；48
…
开口部；49
…
可塑性部；50
…
振动板；51
…
弹性膜；52
…
绝缘体膜；60
…
第一电极；61
…
晶种层；62
…
中间晶种层；70
…
压电体层；71
…
槽部；75
…
第一取向部；76
…
第二取向部；80
…
第二电极；81
…
第一层；82
…
第二层；83
…
第三层；85
…
配线部；91
…
独立引线电极；92
…
共用引线电极；93
…
延伸设置部(第三电极)；94
…
延伸设置部；100
…
歧管；120
…
配线基板；121
…
驱动电路；150
…
取向层；200
…
保护膜；300
…
压电致动器；310
…
活性部；320
…
非活性部；700
…
表层部；s
…
记录薄片。

技术特征：
1.一种压电器件，其特征在于，具备：基板，其形成有多个凹部；振动板，其被设置于所述基板的一个面侧；压电致动器，其具有在所述振动板的与所述基板相反的面侧在第一方向上层叠的第一电极、压电体层和第二电极，当将所述第二电极的与所述第一方向交叉的第二方向上的两个区域中的、距所述第二电极的端部较远的一个区域设为第一区域，且将距所述第二电极的端部较近的一个区域设为第二区域时，所述第一区域的所述压电体层进行(100)面择优取向，所述第二区域的所述压电体层的(100)面取向率低于所述第一区域的所述压电体层的(100)面取向率。2.如权利要求1所述的压电器件，其特征在于，所述第一区域位于所述振动板与凹部相接的驱动区域，所述第二区域位于所述振动板不与所述凹部相接的非驱动区域。3.如权利要求1或2所述的压电器件，其特征在于，在所述第一电极与所述压电体层之间，设置有包含选自lani
y
o
x
、srru
y
o
x
、(ba，sr)ti
y
o
x
、(bi，fe)ti
y
o
x
的至少一个在内的取向层，所述第二区域中的所述取向层的所述第一方向的长度短于所述第一区域中的所述取向层的所述第一方向的长度。4.如权利要求3所述的压电器件，其特征在于，所述取向层由lani
y
o
x
构成。5.如权利要求1或2所述的压电器件，其特征在于，所述压电体层在所述第一电极侧具有钛的含有率在所述第一区域和所述第二区域中不同的表层部。6.如权利要求5所述的压电器件，其特征在于，所述第二区域中的所述表层部的钛含有率高于所述第一区域中的所述表层部的钛含有率。7.如权利要求6所述的压电器件，其特征在于，所述第二区域的所述压电体层进行(110)面择优取向。8.如权利要求5所述的压电器件，其特征在于，所述第二区域中的所述表层部的钛含有率低于所述第一区域中的所述表层部的钛含有率。9.如权利要求8所述的压电器件，其特征在于，所述第二区域中的所述压电体层进行(111)面择优取向。10.如权利要求1所述的压电器件，其特征在于，所述第二区域的所述压电体层延伸至所述第二电极的端部的外侧。11.如权利要求1所述的压电器件，其特征在于，具有保护膜，所述保护膜覆盖距所述第二区域较近的所述第二电极的端部。12.一种液体喷射头，其特征在于，具备：基板，其形成有多个凹部；
振动板，其被设置于所述基板的一个面侧；压电致动器，其具有在所述振动板的与所述基板相反的面侧在第一方向上层叠的第一电极、压电体层和第二电极，当将所述第二电极的与所述第一方向交叉的第二方向上的两个区域中的、距所述第二电极的端部较远的一个区域设为第一区域，且将距所述第二电极的端部较近的一个区域设为第二区域时，所述第一区域的所述压电体层进行(100)面择优取向，所述第二区域的所述压电体层的(100)面取向率低于所述第一区域的所述压电体层的(100)面取向率。13.一种液体喷射装置，其特征在于，具备权利要求12所述的液体喷射头。14.一种压电器件的制造方法，其特征在于，所述压电器件具备：基板，其形成有多个凹部；振动板，其被设置于所述基板的一个面侧；压电致动器，其具有在所述振动板的与所述基板相反的面侧在第一方向上层叠的第一电极、压电体层和第二电极，当将所述第二电极的与所述第一方向交叉的第二方向上的两个区域中的、距所述第二电极的端部较远的一个区域设为第一区域，且将距所述第二电极的端部较近的一个区域设为第二区域时，所述第一区域的所述压电体层进行(100)面择优取向，所述第二区域的所述压电体层的(100)面取向率低于所述第一区域的所述压电体层的(100)面取向率，在所述压电器件的制造方法中，作为在被设置于所述基板上的所述振动板的表面上层叠所述第一电极、所述压电体层以及所述第二电极而形成所述压电致动器的工序，具有形成用于对所述压电体层的结晶取向进行控制的取向控制层的工序，在形成所述取向控制层的工序中，将所述取向控制层形成为在所述第一区域和述第二区域中不同的厚度。15.如权利要求14所述的压电器件的制造方法，其特征在于，在形成所述取向控制层的工序中，在所述第一电极的表面的包含所述第一区域和所述第二区域在内的区域中形成所述取向控制层后，将所述第二区域的所述取向控制层的至少一部分去除，而使所述第二区域的所述取向控制层的厚度薄于所述第一区域的所述取向控制层的厚度。16.如权利要求14所述的压电器件的制造方法，其特征在于，在形成所述取向控制层的工序中，在所述第一电极的表面的包含所述第一区域和所述第二区域在内的区域中形成所述取向控制层，并将所述第一区域的所述取向控制层的至少一部分去除而薄于所述第二区域的所述取向控制层的厚度后，在所述第一电极的表面的包含所述第一区域以及所述第二区域在内的区域中再次形成所述取向控制层，而使所述第二区域的所述取向控制层的厚度厚于所述第一区域的所述取向控制层的厚度。

技术总结
本发明提供用于解决有可能因在驱动时的压电体层的发热而使压电致动器损伤的问题的压电器件、液体喷射头、液体喷射装置以及压电器件的制造方法。当将第二电极(80)的与第一方向交叉的第二方向上的两个区域中的、距第二电极(80)的端部(80b)较远的一个区域设为第一区域(S1)，且将距第二电极(80)的端部(80b)较近的一个区域设为第二区域(S2)时，第一区域(S1)的压电体层(70)进行(100)面择优取向，使第二区域(S2)的压电体层的(100)面取向率低于第一区域(S1)的压电体层(70)的(100)面取向率。区域(S1)的压电体层(70)的(100)面取向率。区域(S1)的压电体层(70)的(100)面取向率。


技术研发人员：高部本规 板山泰裕
受保护的技术使用者：精工爱普生株式会社
技术研发日：2021.10.27
技术公布日：2022/5/25