專利名稱：：液體噴射頭、液體噴射裝置及執(zhí)行元件裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及從噴嘴開口噴射液體的液體噴射頭、液體噴射裝置及執(zhí)行元件裝置。
背景技術(shù)：
：液體噴射頭等中所使用的壓電元件，有一種將呈現(xiàn)電氣機械轉(zhuǎn)換功能的壓電材料、例如由結(jié)晶化的電介質(zhì)材料構(gòu)成的壓電體層，通過多個電極進行夾持。其中，作為液體噴射頭的代表例，例如有噴墨式記錄頭等，該噴墨式記錄頭利用振動板構(gòu)成與噴出墨滴的噴嘴開口連通的壓力發(fā)生室的一部分，利用壓電元件使該振動板變形，對壓力發(fā)生室的墨水加壓，從噴嘴開口噴出墨滴。而作為被設(shè)置在噴墨式記錄頭中的壓電元件，有一種例如在振動板的表面整體利用成膜技術(shù)形成均勻的壓電材料層，并利用光刻法將該壓電材料層分割成與壓力發(fā)生室對應(yīng)的形狀，形成按每個壓力發(fā)生室而相互獨立的壓電元件(例如，參照專利文獻1)。[專利文獻1]特開2003-127366號公報但目前的情況是，即便使用該壓電體層設(shè)置了壓電元件，也不能利用充分的電壓得到大的變位量，相比于低電壓不能獲得大的變位量。其中，這樣的問題不僅在以噴墨式記錄頭為代表的液體噴射頭中，而且在被配置于其他裝置的執(zhí)行元件裝置中也同樣存在。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于這樣的情況而提出，其目的在于，提供一種具有高的變位特性的液體噴射頭、液體噴射裝置及執(zhí)行元件裝置。為了解決上述問題，本發(fā)明的方式提供一種液體噴射頭，其特征在于，具有流路形成基板，其形成有與噴射液滴的噴嘴開口連通的壓力發(fā)生室；和壓電元件，其具有第1電極、形成在該第1電極上的壓電體層、和形成在該壓電體層的與上述第1電極相反側(cè)的第2電極，通過使上述壓力發(fā)生室產(chǎn)生壓力，從上述噴嘴開口噴出液滴；在上述第1電極和上述第2電極未被施加電壓的狀態(tài)下，上述壓電體層的內(nèi)部電場偏向上述第1電極側(cè)、或上述第2電極側(cè)。在這樣的方式中，通過規(guī)定內(nèi)部電場，能夠在以低驅(qū)動電壓驅(qū)動壓電元件的情況下獲得大的變位量，提高所謂變位特性，從而可提高液體噴射特性。而且，本發(fā)明的方式提供一種液體噴射頭，其特征在于，具有流路形成基板，其形成有與噴射液滴的噴嘴開口連通的壓力發(fā)生室；和壓電元件，其具有第1電極、形成在該第1電極上的壓電體層、和形成在該壓電體層的與上述第1電極相反側(cè)的第2電極，通過使上述壓力發(fā)生室產(chǎn)生壓力，從上述噴嘴開口噴出液滴；上述壓電體層的殘留極矩偏向上述第1電極側(cè)、或上述第2電極側(cè)。在這樣的方式中，通過規(guī)定殘留極矩，能夠在以低驅(qū)動電壓驅(qū)動壓電元件的情況下獲得大的變位量，提高所謂變位特性，從而可提高液體噴射特性。并且，優(yōu)選上述壓電體層具有鈣鈦礦構(gòu)造，含有鉛、鋯及鈦。由此，可實現(xiàn)具有良好的變位特性的壓電元件。另外，優(yōu)選上述壓電體層具有單斜晶系構(gòu)造。并且，優(yōu)選上述壓電體層在(100)面優(yōu)先取向。由此，可實現(xiàn)具有良好的變位特性的壓電元件。并且，本發(fā)明的其他方式涉及一種液體噴射裝置，其特征在于，具有上述方式的液體噴射頭。在這樣的方式中，可實現(xiàn)提高了液體噴射特性的液體噴射裝置。另外，本發(fā)明的其他方式提供一種執(zhí)行元件裝置，其特征在于，具備壓電元件，該壓電元件被設(shè)置在基板上，可以進行變位，具有第1電極、形成在該第1電極上的壓電體層、和形成在該壓電體層的與上述第1電極相反側(cè)的第2電極，在上述第1電極和上述第2電極未被施加電壓的狀態(tài)下，上述壓電體層的內(nèi)部電場偏向上述第1電極側(cè)、或上述第2電極在這樣的方式中，通過規(guī)定內(nèi)部電場，能夠在以低驅(qū)動電壓驅(qū)動壓電元件的情況下獲得大的變位量，提高所謂變位特性，從而可提高液體噴射特性。此外，本發(fā)明的其他方式提供一種執(zhí)行元件裝置，其特征在于，具備壓電元件，該壓電元件被設(shè)置在基板上，可以進行變位，具有第1電極、形成在該第1電極上的壓電體層、和形成在該壓電體層的與上述第1電極相反側(cè)的第2電極，上述壓電體層的殘留極矩偏向上述第1電極側(cè)、或上述第2電極側(cè)。在這樣的方式中，通過規(guī)定殘留極矩，能夠在以低驅(qū)動電壓驅(qū)動壓電元件的情況下獲得大的變位量，提高所謂變位特性，從而可提高液體噴射特性。圖1是表示實施方式1涉及的記錄頭的概略結(jié)構(gòu)的分解立體圖。圖2是實施方式1涉及的記錄頭的俯視圖及剖面圖。圖3是表示實施方式1涉及的內(nèi)部電場和極矩的曲線圖。圖4是表示實施方式1涉及的內(nèi)部電場和極矩的剖面圖。圖5是表示一個實施方式涉及的記錄裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。圖6是表示一個實施方式涉及的控制結(jié)構(gòu)的框圖。圖7是表示一個實施方式涉及的驅(qū)動脈沖的波形圖。圖中1-噴墨式記錄頭(液體噴射頭)；11-噴墨式記錄裝置(液體噴射裝置)；10-流路形成基板；12-壓力發(fā)生室；13-連通部；14-墨水供給路；15_連通路；20_噴嘴板；21-噴嘴開口；30-保護基板；31-貯存部；40-撓性基板；50-彈性膜；55-絕緣體膜；60-第1電極；70-壓電體層；80-第2電極；90-導(dǎo)線電極；100-貯存器；110-驅(qū)動電路；300-壓電元件；E0、E1、E2-內(nèi)部電場；Pl、P2-極矩。具體實施例方式下面，結(jié)合實施方式，對本發(fā)明進行詳細說明。(實施方式1)圖1是表示作為本發(fā)明的實施方式1涉及的液體噴射頭的一例的噴墨式記錄頭的概略結(jié)構(gòu)的分解立體圖，圖2是圖1的俯視圖及其A-A'剖面圖。如圖所示，本實施方式的流路形成基板10由單晶硅基板構(gòu)成，在其一個面上形成有由二氧化硅構(gòu)成的彈性膜50。在流路形成基板10上，沿其寬度方向并列設(shè)有多個壓力發(fā)生室12。而且，在流路形成基板10的壓力發(fā)生室12的長度方向外側(cè)的區(qū)域形成有連通部13，連通部13與各壓力發(fā)生室12通過按各壓力發(fā)生室12的每個設(shè)置的墨水供給路14及連通路15而連通。連通部13與后述的保護基板的貯存部31連通，構(gòu)成成為各壓力發(fā)生室12共用的墨水室的貯存器的一部分。墨水供給路14以比壓力發(fā)生室12窄的寬度形成，將從連通部13流入到壓力發(fā)生室12的墨水的流路阻力保持一定。另外，在本實施方式中，通過將流路的寬度從一側(cè)收縮而形成了墨水供給路14，但也可以通過將流路的寬度從兩側(cè)收縮來形成墨水供給路。此外，也可以不收縮流路的寬度，而通過從厚度方向收縮來形成墨水供給路。其中，本實施方式在流路形成基板10上設(shè)有由壓力發(fā)生室12、連通部13、墨水供給路14及連通路15構(gòu)成的液體流路。而且，在流路形成基板10的開口面?zhèn)?，通過粘接劑或熱熔薄膜等固定有噴嘴板20，該噴嘴板20被穿設(shè)有與各壓力發(fā)生室12的和墨水供給路14相反一側(cè)的端部附近連通的噴嘴開口21。其中，噴嘴板20例如由玻璃陶瓷、單晶硅基板、不銹鋼等形成。另一方面，在這樣的流路形成基板10的與開口面相反一側(cè)，如上所述形成有彈性膜50，在該彈性膜50上形成有絕緣體膜55。并且，在該絕緣體膜55上層疊形成有第1電極60、壓電體層70和第2電極80，由此構(gòu)成了壓電元件300。這里，壓電元件300是指包括第1電極60、壓電體層70及第2電極80的部分。一般情況下，將壓電元件300的任意一個電極作為公共電極，按各壓力發(fā)生室12的每一個圖案構(gòu)成另一個電極及壓電體層70。在本實施方式中，設(shè)第1電極60為壓電元件300的公共電極、第2電極80為壓電元件300的獨立電極，但根據(jù)驅(qū)動電路和布線的情況，也可以將它們顛倒過來。而且，這里將壓電元件300和基于該壓電元件300的驅(qū)動而產(chǎn)生變位的振動板一并稱為執(zhí)行元件裝置。另外，在上述的例子中，彈性膜50、絕緣體膜55及第1電極60作為振動板發(fā)揮作用，但當然不限于此，例如，也可以不設(shè)置彈性膜50及絕緣體膜55，而只使第1電極60作為振動板發(fā)揮作用。此外，壓電元件300本身實質(zhì)上可以兼做振動板。壓電體層70是形成在第一電極60上的具有極化構(gòu)造、并具有由利用通式AB0s表示的氧化物的壓電材料構(gòu)成的鈣鈦礦型構(gòu)造的結(jié)晶膜。作為壓電體層70，優(yōu)選例如采用鋯鈦酸鉛(PZT)等強電介質(zhì)材料、或向其中添加了氧化鈮、氧化鎳或氧化鎂等金屬氧化物的物質(zhì)等。具體而言，可以使用鈦酸鉛(PbTiO》、鋯鈦酸鉛(Pb(Zr，Ti)0》、鋯酸鉛(PbZr03)、鈦酸鉛鑭((Pb，La)，TiO》、鋯鈦酸鉛鑭((Pb，La)(Zr，Ti)03)、或者鎂鈮鋯鈦酸鉛(Pb(Zr，Ti)(Mg，Nb)03)等。在本實施方式中，作為壓電體層70，使用了(Pb(Zr;ri卜x)03)、x為0.5的PZT。而且，對于壓電體層70而言，結(jié)晶的取向面在贗立方表示中在(100)面優(yōu)先取向，其結(jié)晶構(gòu)造成為單斜晶系(monoclinic)。壓電體層70的結(jié)晶構(gòu)造被制造條件等大幅左右，但在壓電體層70的膜厚為5iim以下的情況下，例如通過使x的范圍為0.450.55程度，能夠取得單斜晶系。其中，本發(fā)明中的"結(jié)晶在(100)面優(yōu)先取向"包括所有的結(jié)晶在(100)面上取向的情況、和幾乎所有的結(jié)晶(例如90%以上)在(100)面取向的情況。而本發(fā)明中的"結(jié)晶構(gòu)造成為單斜晶系(monoclinic)"包括所有的結(jié)晶為單斜晶系的情況；和幾乎所有的結(jié)晶(例如90%以上)為單斜晶系，不是單斜晶系的剩余的結(jié)晶為正方晶系(tetragonal)等的情況。并且，壓電體層70是極矩的方向相對于膜面垂直方向(壓電體層70的厚度方向)傾斜了規(guī)定角度的層。另外，壓電體層70是內(nèi)部電場偏向第1電極60側(cè)或第2電極80側(cè)的層。壓電體層70的內(nèi)部電場偏向第1電極60側(cè)或第2電極80側(cè)是指，在未對第1電極60、第2電極80施加電壓的狀態(tài)下，內(nèi)部電場的膜面垂直方向(壓電體層70的厚度方向)的成分，在第1電極60側(cè)或第2電極80側(cè)不是幾乎相等，而是任意一側(cè)與另一側(cè)相比，絕對值變大。艮卩，也可以將內(nèi)部電場的膜面垂直方向，說成為第1電極60和第2電極80的排列方向、或從外部施加電壓而產(chǎn)生的電場的方向等。在本實施方式中，將內(nèi)部電場的膜面垂直方向的成分稱為z方向的成分(參照圖3)。在反轉(zhuǎn)了由電極向壓電體層70施加的電壓的極性時，極矩反轉(zhuǎn)，但在本實施方式中，該反轉(zhuǎn)狀態(tài)上下不對稱。即，在極矩朝向上側(cè)時和朝向下側(cè)時，極矩的Z方向的成分的絕對值不同。由于此時的極矩的測定值成為在未向第1電極60及第2電極80施加電壓的狀態(tài)下的值，所以，也被稱為殘留極矩。殘留極矩可以使用電氣測定的P-v磁滯曲線進行測定，這里，P是電通密度、V是電壓。如圖3所示，本實施方式在壓電體層70的極矩朝向P1、P2的情況下，在Pl的z方向的成分Pup(殘留極矩Pup)、與P2的z方向的成分Pdown(殘留極矩Pdown)之間存在差。該極矩P1、P2是從負(-)電荷朝向正(+)電荷的極矩，在因該極矩P1、P2產(chǎn)生的內(nèi)部電場E1、E2的z方向的成分Eup、Edown中也出現(xiàn)差。本實施方式中，極矩P2的作為z方向的成分的Pdown比極矩Pl的作為z方向的成分的Pup大。而且，與極矩P2(Pdown)對應(yīng)的內(nèi)部電極P1的作為z方向的成分的Eup，比與極矩Pl(Pup)對應(yīng)的內(nèi)部電極E1的作為z方向的成分的Edown大。S卩，當極矩在z方向偏向于圖3中下方向時，內(nèi)部電場在z方向偏向于圖中上方向。換言之，壓電體層70的極矩偏向第1電極60側(cè)，而內(nèi)部電場偏向第2電極80對于這樣的極矩P1、P2的偏向，可根據(jù)壓電體層70的組成比、晶格常數(shù)、氧缺欠層的有無和厚度等進行調(diào)整。在是PZT的情況下，壓電體層70的組成比，例如是鉛(Pb)相對鈦和鋯的量、或鈦(Ti)與鋯(Zr)的比率等。壓電體層70的基于晶格常數(shù)的極矩的偏向，是指使壓電體層70的晶格常數(shù)變化，來調(diào)整極矩的方向。例如，如果使用鑭鎳氧化物(LNO)等作為第1電極60，則由于該LN0的面內(nèi)晶格常數(shù)比一般的壓電體層70的面內(nèi)晶格常數(shù)小，所以，在該LN0上形成面內(nèi)的晶格常數(shù)被收縮的壓電體層70?；谶@樣地作為基底層而使用的材料，壓電體層70的面內(nèi)晶格常數(shù)被伸展、收縮，通過這樣的晶格常數(shù)的伸展、收縮，也能夠錯移極矩的方向。另外，壓電體層70的晶格常數(shù)還根據(jù)形成壓電體層70時的制造條件而變化。壓電體層70的制造條件例如是燒結(jié)時的溫度、時間以及濕度等。而且，如果極矩的方向變化，則z方向的成分也隨之變化，因此，能夠使極矩在z方向的上下(第1電極60側(cè)或第2電極80側(cè))偏向。并且，壓電體層70的基于氧缺欠層的有無或厚度的極矩的偏向，如圖4所示那樣，如果在壓電體層70的第2電極80側(cè)設(shè)置氧缺欠層71，則氧缺欠層作為正2價的原子位點發(fā)揮作用，從第2電極80向第1電極60始終對壓電體層70施加實效的內(nèi)部電場E0。基于該實效的內(nèi)部電場E0，極矩發(fā)生旋轉(zhuǎn)，還可以使極矩的方向偏向第1電極60側(cè)。S卩，朝向第2電極80側(cè)的作為極矩P1的Z軸成分的Pup，在朝向第1電極60側(cè)的內(nèi)部電場E0的作用下變小。另一方面，朝向第1電極60側(cè)的作為極矩P2的Z軸成分的Pdown，在朝向第1電極60側(cè)的內(nèi)部電場E0的作用下變大。這樣，根據(jù)氧缺欠層71的有無和基于氧缺欠層71的內(nèi)部電場EO的大小，可調(diào)整極矩的方向。S卩，壓電體層70的內(nèi)部電場是指，例如基于氧缺欠層71等的內(nèi)部電場EO、和因受該內(nèi)部電場EO的影響而偏向的極矩所產(chǎn)生的內(nèi)部電場的合計電場。在本實施方式中，雖然存在基于氧缺欠層71而朝向第1電極60側(cè)的內(nèi)部電場EO，但對基于極矩產(chǎn)生的內(nèi)部電場Eup、Edown而言，Eup大，因極矩產(chǎn)生的內(nèi)部電場偏向第2電極80側(cè)。因此，朝向第1電極60側(cè)的基于氧缺欠層71的內(nèi)部電場EO及基于極矩的內(nèi)部電場Edown的合計絕對值、與朝向第2電極80側(cè)的基于極矩的內(nèi)部電場Eup的絕對值之間產(chǎn)生差，偏靠任意一方。但是，如上述那樣，極矩的偏向不僅受氧缺欠層71的內(nèi)部電場E0的影響，而且可以根據(jù)壓電體層70的組成比和晶格常數(shù)等因素而變化，來進行調(diào)整。而且，對于壓電體層70的內(nèi)部電場，可以使用透射電子顯微鏡，進行基于強度輸送方程式的電子線的相位計測、和進行以其為基礎(chǔ)的電場計測，來進行測定。具體而言，利用透射電子顯微鏡的明視野像(只有透射波的成像)。對于正焦點的像，準備同樣地聚焦在欠焦點和過焦點的兩側(cè)的3幅像，利用觀測強度的差量近似(強度輸送方程式)強度的傳播方向的微分，測定相位。為了根據(jù)該相位，求出電場力矩，進行相位微分。而且，由于電場向量(內(nèi)部電場的力矩方向)與極矩的向量方向相互反向平行，所以，通過測定壓電體層70的電場向量，還可測定出壓電體層70的極矩的方向。另外，由于內(nèi)部電場的絕對值與極矩的絕對值成比例，所以，根據(jù)內(nèi)部電場的絕對值的相對比較，可進行極矩的絕對值的相對比較。這里，在氧缺欠層71所產(chǎn)生的內(nèi)部電場E0的大小充分小的情況下，也可以忽略氧缺欠層71所產(chǎn)生的內(nèi)部電場EO，將根據(jù)本測定方式而獲得的內(nèi)部電場的方向和大小，直接近似對應(yīng)于極矩的方向(方向成為反方向)和大小。這樣，通過對壓電體層70設(shè)置內(nèi)部電場的偏向，可提高壓電體層70的變位特性。其中，對于壓電體層70的厚度而言，將厚度抑制為在制造工序中不產(chǎn)生龜裂的程度，而且呈現(xiàn)充分的變位特性的程度的厚度。例如，在本實施方式中，以12ym左右的厚度形成了壓電體層70。另外，壓電體層70的制造方法沒有特殊的限定，例如，可采用將在溶劑中溶解、分散了有機金屬化合物的所謂溶膠進行涂敷使其干燥而凝膠化，進一步通過高溫燒結(jié)，獲得由金屬氧化物構(gòu)成的壓電體層70的所謂溶膠凝膠法，來形成壓電體層70。當然，壓電體層70的制造方法不限于溶膠_凝膠法，例如也可以采用MOD(Metal-OrganicDecomposition)法或濺射法等。(實施例)調(diào)整壓電體層70的氧缺欠層71的厚度，形成了對壓電體層70設(shè)置了內(nèi)部電場的偏向的壓電元件300。作為壓電體層70的形成方法，使用了溶膠-凝膠形成。具體而言，在由(100)面的單晶硅基板構(gòu)成的流路形成基板IO上形成厚度為1000nm的由二氧化硅(Si02)構(gòu)成的彈性膜50，并在彈性膜50上形成厚度為500nm的由氧化鋯(Zr02)構(gòu)成的絕緣體膜55。然后，在絕緣體膜55上通過依次疊層鉑(Pt)和銥(Ir)，采用濺射法形成厚度為200nm的第1電極60。隨后，每涂敷200nm的組成液，便反復(fù)進行在第1電極60上涂敷成為壓電體層70的組成液的涂敷工序；使被涂敷的組成液干燥，形成壓電體前體膜的干燥工序；將干燥后的壓電體前體膜加熱到不結(jié)晶化的程度，進行脫脂的脫脂工序；和燒結(jié)被脫脂的壓電體前體膜的燒結(jié)工序；由此形成了厚度為1.1Pm的壓電體層70。各燒結(jié)工序中，在20^的氧氣氣氛下，進行了三次78(TC、30秒的加熱。另外，在壓電體層70上，采用濺射法形成了厚度為200nm的由銥(Ir)構(gòu)成的第2電極80。(比較例)在壓電體層70的燒結(jié)工序中，除了在100%的氧氣氣氛中進行了1次70(TC、60秒的加熱以外，采用了與實施例相同的結(jié)構(gòu)和制造方法。[OO56](試驗例)利用能量分散型熒光X線分析裝置(EDX:EnergyDispersiveX-rayFluorescenceSpectrometer)，對實施例及比較例的壓電體層70的第2電極80側(cè)的氧量進行了相對比較。進行氧缺欠量比較的具體位置X，是從與第2電極80的界面進入了50nm的壓電體層70側(cè)的位置。將該位置設(shè)為表示第2電極界面?zhèn)鹊慕M成的位置。而且，將壓電體層70的厚度的中心部分的氧量設(shè)為基準(l.O)，將位置X處的氧量的信號強度設(shè)為Ox。將該0x在實施例與比較例之間進行相對比較。具體而言，下述表1中表示了在將比較例的0x設(shè)為100%的情況下，將實施例的Ox作為百分率的相對值的結(jié)果。而且，對于實施例及比較例的壓電體層70，使用透射電子顯微鏡，通過基于強度輸送方程式的電子線的相位計測、和基于其的電場計測，測定了內(nèi)部電場和極矩的z方向的成分(殘留極矩)。并且，對于實施例及比較例的壓電體層70，測定了壓電體層70的面內(nèi)方向的晶格常數(shù)(a軸)、和厚度方向的晶格常數(shù)(b軸)。晶格常數(shù)的測定，根據(jù)采用X線衍射法(XRD)測定的X線的衍射峰值進行了測定。另夕卜，對于實施例和比較例的壓電體層70，施加上限電壓30V、下限電壓_2V、50kHz的矩形波，使用激光變位計測定了壓電體層70的變位量。在下述的表1中列出了這些結(jié)果。[表l]<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>如表1所示，實施例的壓電體層70的第2電極80側(cè)的氧量少(氧缺欠量多)，而比較例的壓電體層70在厚度方向氧量均勻。通過這樣設(shè)置氧缺欠層71，相對于在實施例的壓電體層70中，內(nèi)部電場Eup—total>Edown_total和偏向第2電極80側(cè)，在比較例的壓電體層70中，內(nèi)部電場成為Eup_total=Edown_total，內(nèi)部電場既不偏向第1電極60側(cè)的方向，也不偏向第2電極80側(cè)的方向。而且，實施例的壓電體層70的極矩的大小成為Pd0Wn_>Pup，因此，極矩的大小偏向第1電極60側(cè)。與之相對，在比較例的壓電體層70中，成為Pdown_=Pup，極矩的大小既不偏向第1電極60側(cè)的方向，也不偏靠第2電極80側(cè)的方向。而且，在具有實施例的內(nèi)部電場偏向第2電極80側(cè)的壓電體層70的壓電元件300中，獲得了變位量為430nm的與比較例相比較大的變位量。作為該現(xiàn)象的原因之一，是因為可抑制因極矩被鎖定(Pi皿ing)而引起的壓電元件300的變位低下。在對壓電元件300施加了電壓時，其上限電壓在壓電體層70的大部分區(qū)域中，極矩的Z方向成分朝向所施加的電壓的向量方向。但是，當施加電壓下降到OV附近時，基于壓電體層70的反電場，在壓電體層70的一部分區(qū)域中開始產(chǎn)生分極反轉(zhuǎn)。而且，存在對于向與該施加電壓相反方向反轉(zhuǎn)的極矩產(chǎn)生分極鎖定的情況。雖然該異常反轉(zhuǎn)區(qū)域作為使壓電變位下降的抵抗力發(fā)揮作用，但如實施例那樣，通過使極矩的大小預(yù)先偏向一側(cè)，可減小被鎖定為反方向的區(qū)域的極矩的值，從而可抑制壓電變位的下降。結(jié)果，可獲得高的變位量。S卩，通過壓電體層70的內(nèi)部電場偏向第1電極60或第2電極80側(cè)，可獲得變位特性良好、即以低的驅(qū)動電壓得到大的變位量。并且，由于實施例及比較例的晶格常數(shù)(a軸、b軸)相同，所以在該實施例及比較例中，不會出現(xiàn)因晶格常數(shù)和組成比而引起的內(nèi)部電場的方向(極矩的方向)的變化，雖然可根據(jù)氧缺欠層71的有無和厚度的調(diào)整，改變內(nèi)部電場的方向，但當然不限于此，也可以通過調(diào)整組成比和晶格常數(shù)，或?qū)⑦@些進行復(fù)合調(diào)整，來改變內(nèi)部電場的方向(極矩的方向)。另外，第2電極80例如由厚度為200nm的銥(Ir)構(gòu)成。該第2電極80作為壓電元件300的獨立電極發(fā)揮功能。而且，第2電極80與從墨水供給路14側(cè)的端部附近引出、延伸設(shè)置到絕緣體膜55上的例如由金(Au)等構(gòu)成的導(dǎo)線電極90連接。在形成了這樣的壓電元件300的流路形成基板10上、即在第1電極60、絕緣體膜55及導(dǎo)線電極90上，通過粘接劑35粘接有具有構(gòu)成貯存器100的至少一部分的貯存部31的保護基板30。該貯存部31在本實施方式中，沿厚度方向貫通保護基板30并遍及壓力發(fā)生室12的寬度方向而形成，如上所述，構(gòu)成了與流路形成基板10的連通部13連通、成為各壓力發(fā)生室12的公共墨室的貯存器100。另外，也可以按每個壓力發(fā)生室12將流路形成基板10的連通部13分割為多個，僅將貯存部31作為貯存器。并且，例如也可以在流路形成基板10上僅設(shè)置壓力發(fā)生室12，在夾設(shè)于流路形成基板10和保護基板30之間的部件(例如彈性膜50、絕緣體膜55等)上設(shè)置將貯存器與各壓力發(fā)生室12連通的墨水供給路14。而且，在保護基板30的與壓電元件300對置的區(qū)域，設(shè)置有具有不阻礙壓電元件300運動的程度的空間的壓電元件保持部32。壓電元件保持部32只要具有不阻礙壓電元件300運動的程度的空間即可，該空間可以被密封，也可以未被密封。作為這樣的保護基板30，優(yōu)選使用與流路形成基板10的熱膨脹率大致相同的材料，例如玻璃、陶瓷材料等，在本實施方式中，使用與流路形成基板io相同材料的單晶硅基板來形成。另外，在保護基板30上設(shè)有沿厚度方向貫通保護基板30的貫通孔33。而且，從各壓電元件300引出的導(dǎo)線電極90的端部附近被設(shè)置成在貫通孔33內(nèi)露出。并且，在保護基板30上固定有用于驅(qū)動并排設(shè)置的壓電元件300的驅(qū)動電路110。作為該驅(qū)動電路110，例如可以使用電路基板或半導(dǎo)體集成電路(IC)等。而且，驅(qū)動電路110和導(dǎo)線電極90借助由焊絲等導(dǎo)電性引線構(gòu)成的連接布線110a而電連接。而且，在這樣的保護基板30上接合有由密封膜41及固定板42構(gòu)成的撓性基板40。這里，密封膜41由剛性低且具有可撓性的材料構(gòu)成，利用該密封膜41密封了貯存部31的一個面。而固定板42由比較硬的材料形成。由于該固定板42的與貯存器100對置的區(qū)域，成為在厚度方向上完全被去除的開口部43，所以貯存器100的一個面僅被具有可撓性的密封膜41密封。在這樣的本實施方式的噴墨式記錄頭中，從未圖示的外部墨水供給機構(gòu)和所連接的墨水導(dǎo)入口取入墨水，在從貯存器100到噴嘴開口21為止，內(nèi)部由墨水充滿之后，根據(jù)來自驅(qū)動電路110的記錄信號，對與壓力發(fā)生室12對應(yīng)的各個第1電極60和第2電極80之間施加電壓，使彈性膜50、絕緣體膜55、第1電極60及壓電體層70撓曲變形，從而各壓力發(fā)生室12內(nèi)的壓力升高，從噴嘴開口21噴出墨滴。(其他實施方式)以上，對本發(fā)明的各實施方式進行了說明，但本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)不限于上述的實施方式。例如，在上述的實施方式1中，作為流路形成基板10而舉例說明了單晶硅基板，但不僅限于此，例如，也可以使用結(jié)晶面方位為(100)面、(110)面等的單晶硅基板，而且還可以使用SOI基板、玻璃等材料。而且，在上述的實施方式1中，舉例說明了壓電體層70的內(nèi)部電場偏向第2電極80側(cè)的情況，但壓電體層的內(nèi)部電場當然也可以偏向第1電極60側(cè)。并且，上述的噴墨式記錄頭I構(gòu)成了具有與墨盒等連通的墨水流路的記錄頭單元的一部分，被搭載于噴墨式記錄裝置中。圖5是表示該噴墨式記錄裝置的一例的概略圖。在圖5所示的噴墨式記錄裝置II中，具有噴墨式記錄頭I的記錄頭單元1A和1B，可拆裝地設(shè)置有構(gòu)成墨水供給機構(gòu)的墨盒2A和2B，搭載了該記錄頭單元1A和1B的滑架3，被沿軸方向自由移動地設(shè)置在安裝于裝置主體4的滑架軸5上。該記錄頭單元1A和1B例如分別噴出黑墨水組成物、和彩色墨水組成物。而且，驅(qū)動馬達6的驅(qū)動力經(jīng)由未圖示的多個齒輪及同步帶7被傳遞給滑架3，從而搭載了記錄頭單元1A和IB的滑架3沿滑架軸5移動。另一方面，在裝置主體4上沿滑架軸5設(shè)有壓板8，由未圖示的供紙輥等提供的紙張等作為記錄介質(zhì)的記錄片材S被壓板8巻起而輸送。并且，在噴墨式記錄裝置II中設(shè)置有未圖示的驅(qū)動機構(gòu)。這里，對噴墨式記錄裝置II的控制結(jié)構(gòu)進行說明。其中，圖6是表示本實施方式的噴墨式記錄裝置II的控制結(jié)構(gòu)的框圖。噴墨式記錄裝置如圖6所示，大致由打印控制器111和打印引擎112構(gòu)成。打印控制器111具備外部接口113(以下稱為外部I/F113)、暫時存儲各種數(shù)據(jù)的RAM114、存儲有控制程序等的R0M115、含有CPU等而構(gòu)成的控制部116、產(chǎn)生時鐘信號的振蕩電路117、產(chǎn)生用于向噴墨式記錄頭I供給的驅(qū)動信號的驅(qū)動信號發(fā)生電路119、和將基于驅(qū)動信號與打印數(shù)據(jù)而展開的點圖案數(shù)據(jù)(位圖數(shù)據(jù))等發(fā)送到打印引擎112的內(nèi)部接口120(以下稱為內(nèi)部I/F120)。外部1/F113例如從未圖示的主機等接收由字符碼、圖形函數(shù)、圖像數(shù)據(jù)等構(gòu)成的打印數(shù)據(jù)。而且，通過該外部I/F113對主機等輸出占線信號(BUSY)、應(yīng)答信號(ACK)。RAM114作為接收緩存器121、中間緩存器122、輸出緩存器123及未圖示的工作存儲器發(fā)揮作用。而且，接收緩存器121暫時存儲由外部1/F113接收到的打印數(shù)據(jù)，中間緩存器122存儲由控制部116變換后的中間代碼數(shù)據(jù)，輸出緩存器123存儲點圖案數(shù)據(jù)。其中，該點圖案數(shù)據(jù)由通過對灰度數(shù)據(jù)進行譯碼(翻譯)而得到的打印數(shù)據(jù)構(gòu)成。驅(qū)動信號發(fā)生電路119相當于本發(fā)明的驅(qū)動信號發(fā)生機構(gòu)，產(chǎn)生驅(qū)動信號C0M。而且，驅(qū)動信號COM是在一個記錄周期內(nèi)具有驅(qū)動(噴出驅(qū)動)壓電元件300以便噴出墨水的噴出脈沖的信號，按每個記錄周期T反復(fù)生成。另外，在R0M115中，除了用于進行各種數(shù)據(jù)處理的控制程序(控制子程序)之外，還存儲有字形數(shù)據(jù)、圖形函數(shù)等?？刂撇?16讀出接收緩存器121內(nèi)的打印數(shù)據(jù)，并且將對該打印數(shù)據(jù)進行變換而得到的中間代碼數(shù)據(jù)存儲到中間緩存器122中。而且，對從中間緩存器122讀出的中間代碼數(shù)據(jù)進行分析，參照R0M115中存儲的字形數(shù)據(jù)和圖形函數(shù)等，將中間代碼數(shù)據(jù)展開成點圖案數(shù)據(jù)。然后，控制部116在實施了必要的裝飾處理之后，將該展開了的點圖案數(shù)據(jù)存儲到輸出緩存器123中。而且，如果能夠得到相當于噴墨式記錄頭I的1行量的點圖案數(shù)據(jù)，則該1行量的點圖案數(shù)據(jù)通過內(nèi)部I/F120被輸出到噴墨式記錄頭I。并且，如果從輸出緩存器123輸出1行量的點圖案數(shù)據(jù)，則展開完畢的中間代碼數(shù)據(jù)被從中間緩存器122消除，對接下來的中間代碼數(shù)據(jù)進行展開處理。打印引擎112包括噴墨式記錄頭1、供紙機構(gòu)124和滑架機構(gòu)125而構(gòu)成。供紙機構(gòu)124由供紙馬達和壓板8等構(gòu)成，使記錄紙等記錄片材S與噴墨式記錄頭I的記錄動作連動而將其依次送出。即，該供紙機構(gòu)124使記錄片材S在副掃描方向上相對移動?；軝C構(gòu)125由可搭載噴墨式記錄頭I的滑架3、和使該滑架3沿著主掃描方向行進的滑架驅(qū)動部構(gòu)成，通過使滑架3行進而使噴墨式記錄頭I沿主掃描方向移動。其中，滑架驅(qū)動部如上所述，由驅(qū)動馬達6和同步帶7等構(gòu)成。噴墨式記錄頭I沿著副掃描方向具有多個噴嘴開口21，以由點圖案數(shù)據(jù)等規(guī)定的定時從各噴嘴開口21噴出液滴。然后，經(jīng)由未圖示的外部布線向這樣的噴墨式記錄頭I的壓電元件300供給電信號、例如驅(qū)動信號COM和打印數(shù)據(jù)(SI)等。其中，在這樣構(gòu)成的打印控制器111及打印引擎112中，打印控制器111、和選擇性地向壓電元件300輸入從驅(qū)動信號發(fā)生電路119輸出的具有規(guī)定驅(qū)動波形的驅(qū)動信號的具備鎖存器132、電平移動器133及開關(guān)134等的驅(qū)動電路IIO，成為向壓電元件300施加規(guī)定的驅(qū)動信號的驅(qū)動機構(gòu)。而且，這些移位寄存器131、鎖存器132、電平移動器133、開關(guān)134及壓電元件300，分別按噴墨式記錄頭I的各噴嘴開口21的每個而設(shè)置，這些移位寄存器131、鎖存器132、電平移動器133及開關(guān)134根據(jù)驅(qū)動信號發(fā)生電路119發(fā)生的驅(qū)動信號COM生成驅(qū)動脈沖。這里，驅(qū)動脈沖是實際對壓電元件300施加的施加脈沖。這里，將驅(qū)動脈沖的一例表示于圖7。其中，圖7表示驅(qū)動脈沖。驅(qū)動脈沖200如圖7所示，是將第一電極60設(shè)為基準電位VO而向第二電極80施加的脈沖。驅(qū)動脈沖200由以下工序構(gòu)成，即，使驅(qū)動電位V從比基準電位VO高的第一電位VI上升至比該第一電位VI高的第二電位V2，使壓力發(fā)生室12的容積收縮的收縮工序400;將第二電位V2保持規(guī)定期間的第一保持工序401;使驅(qū)動電位V從第二電位V2下降至比第一電位VI低、且比基準電位VO低的第三電位V3，使壓力發(fā)生室12的容積膨脹的膨脹工序402;將第三電位V3保持規(guī)定期間的第二保持工序403;和使驅(qū)動電位V從第三電位V3上升至第一電位VI的工序404。而且，如果向壓電元件300輸出這樣的驅(qū)動脈沖200，則通過壓電元件300基于收縮工序400向使壓力發(fā)生室12的容積收縮的方向變形，使得噴嘴開口21的彎液面被擠出。接著，壓電元件300通過膨脹工序402向使壓力發(fā)生室12的容積膨脹的方向變形，噴嘴開口21的彎液面被向壓力發(fā)生室12側(cè)急劇牽引，由此從噴嘴開口21擠出的墨水破碎，從噴嘴開口21噴出的墨水成為墨滴而飛翔。即，該驅(qū)動脈沖200是所謂的拉曳噴射(draw_and_eject)式脈沖。另外，在上述的實施方式1中，作為液體噴射頭的一例，舉例說明了噴墨式記錄頭，但本發(fā)明是以所有的液體噴射頭為對象的，當然可以應(yīng)用于噴射墨水之外的液體的液體噴射頭。作為其他的液體噴射頭，例如可以舉出打印機等圖像記錄裝置中使用的各種記錄頭、液晶顯示器等的彩色濾光器的制造中使用的色材噴射頭、有機EL顯示器、FED(場致放射顯示器)等的電極形成中使用的電極材料噴射頭、用于制造生物芯片的生物體有機物噴射頭等。此外，本發(fā)明不限于噴墨式記錄頭所代表的液體噴射頭中搭載的執(zhí)行元件裝置，也可以在搭載于其他裝置的執(zhí)行元件裝置中應(yīng)用。權(quán)利要求一種液體噴射頭，其特征在于，具有流路形成基板，其形成有與噴射液滴的噴嘴開口連通的壓力發(fā)生室；和壓電元件，其具有第1電極、形成在該第1電極上的壓電體層、和形成在該壓電體層的與所述第1電極相反側(cè)的第2電極，通過使所述壓力發(fā)生室產(chǎn)生壓力，從所述噴嘴開口噴出液滴；在所述第1電極和所述第2電極未被施加電壓的狀態(tài)下，所述壓電體層的內(nèi)部電場偏向所述第1電極側(cè)、或所述第2電極側(cè)。2.—種液體噴射頭，其特征在于，具有流路形成基板，其形成有與噴射液滴的噴嘴開口連通的壓力發(fā)生室；禾口壓電元件，其具有第1電極、形成在該第1電極上的壓電體層、和形成在該壓電體層的與所述第1電極相反側(cè)的第2電極，通過使所述壓力發(fā)生室產(chǎn)生壓力，從所述噴嘴開口噴出液滴；所述壓電體層的殘留極矩偏向所述第1電極側(cè)、或所述第2電極側(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液體噴射頭，其特征在于，所述壓電體層具有鈣鈦礦構(gòu)造，含有鉛、鋯及鈦。4.根據(jù)權(quán)利要求13中任意一項所述的液體噴射頭，其特征在于，所述壓電體層具有單斜晶系構(gòu)造。5.根據(jù)權(quán)利要求14中任意一項所述的液體噴射頭，其特征在于，所述壓電體層在(100)面優(yōu)先取向。6.—種液體噴射裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求15中任意一項所述的液體噴射頭。7.—種執(zhí)行元件裝置，其特征在于，具備壓電元件，該壓電元件被設(shè)置在基板上，可以進行變位，具有第1電極、形成在該第1電極上的壓電體層、和形成在該壓電體層的與所述第1電極相反側(cè)的第2電極，在所述第1電極和所述第2電極未被施加電壓的狀態(tài)下，所述壓電體層的內(nèi)部電場偏向所述第1電極側(cè)、或所述第2電極側(cè)。8.—種執(zhí)行元件裝置，其特征在于，具備壓電元件，該壓電元件被設(shè)置在基板上，可以進行變位，具有第1電極、形成在該第1電極上的壓電體層、和形成在該壓電體層的與所述第1電極相反側(cè)的第2電極，所述壓電體層的殘留極矩偏向所述第1電極側(cè)、或所述第2電極側(cè)。全文摘要本發(fā)明提供一種提高了變位特性的液體噴射頭、液體噴射裝置及執(zhí)行元件裝置。液體噴射頭具有流路形成基板，其形成有與噴射液滴的噴嘴開口連通的壓力發(fā)生室；和壓電元件(300)，其具有第1電極(60)、形成在該第1電極(60)上的壓電體層(70)、和形成在該壓電體層(70)的與上述第1電極(60)相反側(cè)的第2電極(80)，通過使上述壓力發(fā)生室產(chǎn)生壓力，從上述噴嘴開口噴出液滴；在上述第1電極(60)和上述第2電極(80)未被施加電壓的狀態(tài)下，上述壓電體層(70)的內(nèi)部電場偏向上述第1電極(60)側(cè)、或上述第2電極(80)側(cè)。文檔編號B41J2/14GK101722730SQ200910179公開日2010年6月9日申請日期2009年10月9日優(yōu)先權(quán)日2008年10月10日發(fā)明者兩角浩一,伊藤浩,加藤治郎,宮澤弘申請人:精工愛普生株式會社