(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の並列した形成された下電極と、
前記下電極上に形成された圧電体層と、
前記圧電体層上に、複数の前記下電極に対向して形成され、イリジウムを含む第１上電極および最上層としてチタンを含む第２上電極を備えた上電極と、
前記第２上電極に接続して形成されたニッケルおよびクロムを含む第１リード電極および前記第１リード電極上に形成された第２リード電極を有するリード電極と、を備え、
前記上電極は、前記下電極の並列した方向に渡って共通に形成されている
ことを特徴とする圧電素子。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電素子において、
前記第２リード電極は金を含む圧電素子。
【請求項３】
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と、
前記圧力発生室の圧力を変化させる圧力発生手段として請求項１または請求項２に記載の圧電素子、を備えた液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項３に記載の液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置。
【請求項５】
複数の下電極を形成する下電極形成工程と、
前記下電極上に圧電体層を形成する圧電体層形成工程と、
前記圧電体層上に、複数の前記下電極に対向したイリジウムを含む第１上電極膜を形成する第１上電極膜形成工程と、
前記第１上電極膜上に、上電極の最上層としてチタンを含む第２上電極膜を形成する第２上電極膜形成工程と、
前記第１上電極膜および前記第２上電極膜をパターンニングして第１上電極および第２上電極を備えた上電極を形成する上電極形成工程と、
前記第２上電極上に、ニッケルおよびクロムを含む第１リード電極膜を形成する第１リード電極膜形成工程と、
前記第１リード電極膜上に第２リード電極膜を形成する第２リード電極膜形成工程と、
前記第１リード電極膜および前記第２リード電極膜をウェットエッチングによってエッチングして第１リード電極および第２リード電極を備えたリード電極を形成するリード電極形成工程とを含む
ことを特徴とする圧電素子の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の圧電素子の製造方法において、
前記第２リード電極膜は金を含む
ことを特徴とする圧電素子の製造方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の圧電素子の製造方法において、
前記第１リード電極膜を、硝酸セリウムアンモンと硝酸の混合水溶液によってウェットエッチングする
ことを特徴とする圧電素子の製造方法。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の圧電素子の製造方法において、
前記第２リード電極膜を、ヨウ素、ヨウ化カリウムの混合水溶液によってウェットエッチングする
ことを特徴とする圧電素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極と電極に接続されたリード配線とを備えた圧電素子およびその製造方法、この圧電素子を備えた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】
チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等に代表される結晶を含む圧電体は、圧電効果等を有しているため、圧電素子に応用されている。圧電素子は一対の電極を有し、電極には外部の駆動回路等と接続するためのリード配線が形成されている。
また、液体としてのインクを吐出するノズル開口と連通する圧力発生室に圧力発生手段としての圧電素子を設け、圧力発生室のインクを加圧してノズル開口からインクを吐出させる液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッドおよび液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置が知られている。
【０００３】
インクジェット式記録ヘッドに採用されている圧電素子は、例えば、下電極と上電極とに挟まれた圧電体層を有している。ここで、圧電体層は、湿気等の外部環境に起因して破壊され易いという問題がある。この問題を解決するために、下電極を個別電極とし、上電極を共通電極として、圧電体層を上電極で覆うようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
上電極には、ボンディング等によって外部の駆動回路等と上電極とを接続するためのリード配線が形成される。リード電極として、密着層と金属層とを備えたものが知られている。リード電極はパターンニングすることによって得られる（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１９６３２９号公報
【特許文献２】特開２００９−２５５５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ウェットエッチングによってリード電極をパターンニングする際に、共通電極である上電極を構成する導電体とリード電極の密着層を構成する導電体とが異なると、導電体間のイオン化傾向の違いによってエッチング液を介して電流が流れ、導電体がエッチング液に溶け出して電食が生じる。特に、個別電極と比較して面積の広い共通電極で、共通電極にＰｔまたはＩｒを用いかつリード電極の密着層にＮｉ、Ｔｉ、Ｃｒなどを用いる場合、エッチング液を介して電流が多く流れ、リード電極の密着層に電食がより進む。密着層に電食が生じると、上電極とリード電極との間の接触面積が狭くなったり、リード電極の剥離が生じたりして、所定の電圧で駆動できる圧電素子を得るのが困難である。
また、共通電極およびリード電極の表面に付着した水分等を介しても電流が流れ、密着層に電食が生じ、所定の電圧での駆動を維持できる圧電素子、それを備えた液体噴射ヘッド、液体噴射装置を維持するのが困難となる。
所定の電圧とは、圧電素子の駆動に必要な変形量を生じさせるための電圧をいう。上電極とリード電極との間の接触面積が狭くなったり、リード電極の剥離が生じたりして上電極とリード電極との間の抵抗が高くなると、圧電素子の駆動に必要な変形量を生じさせるための電圧を印加できなくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一つを解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
複数の並列した形成された下電極と、前記下電極上に形成された圧電体層と、前記圧電体層上に、複数の前記下電極に対向して形成され、イリジウムを含む第１上電極および最上層としてチタンを含む第２上電極を備えた上電極と、前記第２上電極に接続して形成されたニッケルおよびクロムを含む第１リード電極および前記第１リード電極上に形成された第２リード電極を有するリード電極と、を備え、前記上電極は、前記下電極の並列した方向に渡って共通に形成されていることを特徴とする圧電素子。
【０００８】
この適用例によれば、ニッケルおよびクロムを含む第１リード電極がチタンを含む第２上電極と接触している。ここで、ニッケルおよびクロムとチタンとの標準電極電位差が、ニッケルおよびクロムとイリジウムとの標準電極電位差より小さいので、ニッケルおよびクロムを含む第１リード電極がイリジウムを含む第１上電極と接触している場合と比較して電食が生じにくい。したがって、上電極とリード電極との間の接触面積が狭くなったり、リード電極の剥離が生じたりするのを抑えることができ、所定の電圧で駆動できる圧電素子が得られる。
【０００９】
［適用例２］
上記圧電素子において、前記第２リード電極は金を含む圧電素子。
この適用例では、第２リード電極に金を含んでいるので抵抗が低くなり、より低電圧で駆動できる圧電素子が得られる。
【００１０】
［適用例３］
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と、前記圧力発生室の圧力を変化させる圧力発生手段として上記圧電素子を備えた液体噴射ヘッド。
【００１１】
この適用例によれば、前述の効果を有する液体噴射ヘッドが得られる。
【００１２】
［適用例４］
上記液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置。
【００１３】
この適用例によれば、前述の効果を有する液体噴射装置が得られる。
【００１４】
［適用例５］
複数の下電極を形成する下電極形成工程と、前記下電極上に圧電体層を形成する圧電体層形成工程と、前記圧電体層上に、複数の前記下電極に対向したイリジウムを含む第１上電極膜を形成する第１上電極膜形成工程と、前記第１上電極膜上に、上電極の最上層としてチタンを含む第２上電極膜を形成する第２上電極膜形成工程と、前記第１上電極膜および前記第２上電極膜をパターンニングして第１上電極および第２上電極を備えた上電極を形成する上電極形成工程と、前記第２上電極上に、ニッケルおよびクロムを含む第１リード電極膜を形成する第１リード電極膜形成工程と、前記第１リード電極膜上に第２リード電極膜を形成する第２リード電極膜形成工程と、前記第１リード電極膜および前記第２リード電極膜をウェットエッチングによってエッチングして第１リード電極および第２リード電極を備えたリード電極を形成するリード電極形成工程とを含むことを特徴とする圧電素子の製造方法。
【００１５】
この適用例によれば、ニッケルおよびクロムを含む第１リード電極膜がチタンを含む第２上電極と接触している。ここで、ニッケルおよびクロムとチタンとの標準電極電位差が、ニッケルおよびクロムとイリジウムとの標準電極電位差より小さいので、ニッケルおよびクロムを含む第１リード電極膜がイリジウムを含む第１上電極と接触している場合と比較して、リード電極形成工程でウェットエッチングによって第１リード電極膜をエッチングする際に、第１リード電極膜に電食が生じにくい。したがって、上電極とリード電極との間の接触面積が狭くなったり、リード電極の剥離が生じたりするのを抑えることができ、所定の電圧で駆動できる圧電素子の製造方法が得られる。
【００１６】
［適用例６］
上記圧電素子の製造方法において、前記第２リード電極膜は金を含むことを特徴とする圧電素子の製造方法。
この適用例では、第２リード電極膜をウェットエッチングして得られる第２リード電極は、金を含んでいるので抵抗が低くなり、より低電圧で駆動できる圧電素子の製造方法が得られる。
【００１７】
［適用例７］
上記圧電素子の製造方法において、前記第１リード電極膜を、硝酸セリウムアンモンと硝酸の混合水溶液によってウェットエッチングすることを特徴とする圧電素子の製造方法。
この適用例では、第１リード電極膜をより効率的にウェットエッチングできる圧電素子の製造方法が得られる。
【００１８】
［適用例８］
上記圧電素子の製造方法において、前記第２リード電極膜を、ヨウ素、ヨウ化カリウムの混合水溶液によってウェットエッチングすることを特徴とする圧電素子の製造方法。
この適用例では、第２リード電極膜をより効率的にウェットエッチングできる圧電素子の製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態におけるインクジェット式記録装置の一例を示す概略図。
【図２】インクジェット式記録ヘッドの概略を示す分解部分斜視図。
【図３】（ａ）は、インクジェット式記録ヘッドの部分平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ概略断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ概略断面図。
【図４】（ｄ）はインクジェット式記録ヘッドの図３（ａ）におけるＣ−Ｃ概略部分断面図、（ｅ）はＤ−Ｄ概略部分断面図。
【図５】圧電素子の製造方法を示すフローチャート図。
【図６】圧電素子の製造方法を示すインクジェット式記録ヘッドの図３（ａ）におけるＣ−Ｃ概略部分断面図に相当する図。
【図７】（ａ）は第２上電極を形成しない場合のインクジェット式記録ヘッドの図３（ａ）におけるＣ−Ｃ概略部分断面図に相当する図、（ｂ）はＤ−Ｄ概略部分断面図に相当する図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、実施形態における液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置１０００の一例を示す概略図である。インクジェット式記録装置１０００は、記録媒体である記録シートＳに液体としてのインクを噴射して記録を行う装置である。
図１において、インクジェット式記録装置１０００は、液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド１を有する記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂを備えている。記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂには、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａおよび２Ｂが着脱可能に設けられている。
ここで、インクジェット式記録ヘッド１は、記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂの記録シートＳと対向する側に設けられており、図１においては図示されていない。
【００２１】
記録ヘッドユニット１Ａおよび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および１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物およびカラーインク組成物を吐出するものである。
【００２２】
そして、駆動モーター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および１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動する。
一方、装置本体４には、キャリッジ３に沿ってプラテン８が設けられている。このプラテン８は図示しない紙送りモーターの駆動力により回転できるようになっており、給紙ローラー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に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【００２３】
図２に、実施形態にかかるインクジェット式記録ヘッド１を示す分解部分斜視図を示した。インクジェット式記録ヘッド１の形状は略直方体であり、図２は、インクジェット式記録ヘッド１の長手方向（図中の白抜き矢印方向）に直交する面で切断した分解部分斜視図である。
図３（ａ）には、インクジェット式記録ヘッド１の部分平面図を、（ｂ）には、そのＡ−Ａ概略断面図を示した。また、図３（ｃ）には、図３（ａ）におけるＢ−Ｂ概略断面図を、図４（ｄ）には、Ｃ−Ｃ概略部分断面図を、（ｅ）には、Ｄ−Ｄ概略部分断面図を示した。
【００２４】
図２、図３（ａ）および図３（ｂ）において、インクジェット式記録ヘッド１は、流路形成基板１０とノズルプレート２０と保護基板３０とコンプライアンス基板４０とを備えている。
流路形成基板１０とノズルプレート２０と保護基板３０とは、流路形成基板１０をノズルプレート２０と保護基板３０とで挟むように積み重ねられ、保護基板３０上には、コンプライアンス基板４０が形成されている。
【００２５】
流路形成基板１０は、実施形態では結晶面方位が（１１０）であるシリコン単結晶基板からなり、その一方面には酸化膜からなる弾性膜５０が形成されている。流路形成基板１０には、隔壁１１によって区画され一方側の面が弾性膜５０で構成される複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設されている。
【００２６】
流路形成基板１０には、圧力発生室１２の長手方向一端部側に、隔壁１１によって区画され各圧力発生室１２に連通するインク供給路１３と連通路１４とが設けられている。連通路１４の外側には、各連通路１４と連通する連通部１５が設けられている。この連通部１５は、後述する保護基板３０のリザーバー部３２と連通して、各圧力発生室１２の共通のインク室となるマニホールド１００の一部を構成する。
【００２７】
ここで、インク供給路１３は、圧力発生室１２よりも狭い断面積となるように形成されており、連通部１５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。例えば、インク供給路１３は、マニホールド１００と各圧力発生室１２との間の圧力発生室１２側の流路を幅方向に絞ることで、圧力発生室１２の幅より小さい幅で形成されている。
なお、実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路１３を形成したが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、各連通路１４は、圧力発生室１２の幅方向両側の隔壁１１を連通部１５側に延設してインク供給路１３と連通部１５との間の空間を区画することで形成されている。
【００２８】
なお、流路形成基板１０の材料として、実施形態ではシリコン単結晶基板を用いているが、勿論これに限定されず、例えば、ガラスセラミックス、ステンレス鋼等を用いてもよい。
【００２９】
ノズルプレート２０には、各圧力発生室１２のインク供給路１３とは反対側の端部近傍に、圧力発生室１２と連通するノズル開口２１が穿設されている。
なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１ｍｍ〜１．００ｍｍで、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板または不錆鋼等からなる。
流路形成基板１０とノズルプレート２０とは、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。
【００３０】
流路形成基板１０のノズルプレート２０が固着された面と対向する面に形成された弾性膜５０は、熱酸化により形成された酸化膜からなる。例えば、厚さ０．５０μｍ〜２．００μｍの弾性膜５０が形成されている。
また、流路形成基板１０の弾性膜５０上には、厚さが例えば、約０．４０μｍの酸化ジルコニウム膜からなる絶縁体膜５５が形成されている。これらは、基板としての振動板を構成する。
振動板を構成する弾性膜５０および絶縁体膜５５は、酸化シリコンのほかに、例えば、酸化ジルコニウムまたは酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも一種の層、またはこれらの層の積層体とすることができる。
【００３１】
さらに、この絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．２０μｍの下電極６０と、厚さが例えば、約１．３０μｍのペロブスカイト構造の圧電体としての圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極８０とが形成され、圧力発生手段としての圧電素子３００を構成している。
ここで、圧電素子３００は、下電極６０、圧電体層７０および上電極８０を有する部分だけでなく、少なくとも圧電体層７０を有する部分を含む。例えば、下電極６０および上電極８０に接続されるリード電極も含む。
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、他方の電極を圧電体層７０と共に圧力発生室１２毎にパターニングして個別電極とする。またここでは、圧電素子３００と圧電素子３００の駆動により変形が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエーターと称する。
【００３２】
振動板は、圧電素子３００が駆動することによって振動する機能を有する。振動板は、圧電素子３００の動作によって変形し、圧力発生室１２の体積を変化させる。インクが充填された圧力発生室１２の体積が小さくなれば、圧力発生室１２内部の圧力が大きくなり、ノズルプレート２０のノズル開口２１よりインクが噴射される。
【００３３】
ここで、実施形態に係る圧電素子３００の構造について詳しく説明する。
図３（ａ）において、圧電素子３００を構成する下電極６０は、圧力発生室１２に対向する領域毎に、圧力発生室１２の幅よりも狭い幅で複数設けられて各圧電素子３００の個別電極を構成している。また、下電極６０は、各圧力発生室１２の長手方向一端部側から圧力発生室１２の周りの壁上まで延設されている。
そして、下電極６０には、圧力発生室１２の外側の領域で、例えば、金等からなるリード電極としての下電極用リード電極９０がそれぞれ接続され、この下電極用リード電極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。一方、圧力発生室１２の長手方向他端部側の下電極６０の端部は、圧力発生室１２に対向する領域内に位置している。
下電極６０の材質は、導電性を有する限り特に限定されず、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の複合酸化物、ランタンとニッケルの複合酸化物などを用いることができる。
【００３４】
圧電体層７０は、下電極６０の幅よりも広い幅でかつ圧力発生室１２の幅よりも狭い幅で設けられている。圧力発生室１２の長手方向においては、圧電体層７０の両端部は、圧力発生室１２の端部の外側まで延設されている。すなわち圧電体層７０は、圧力発生室１２に対向する領域の下電極６０の上面および端面を覆うように設けられている。なお、圧力発生室１２の長手方向一端部側の圧電体層７０の端部は、圧力発生室１２の端部近傍に位置しており、その外側の領域には下電極６０がさらに延設されている。
【００３５】
圧電体層７０としては、一般式ＡＢＯ3で示されるペロブスカイト型酸化物を好適に用いることができる。具体的には、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（登録商標））、およびチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）、ニオブ酸カリウムナトリウム（（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ3）などが挙げられる。
圧電体層７０は、下電極６０および上電極８０によって電界が印加されることで変形し、機械的な出力を行うことができる。印加される電圧に応じて変形量が決まるので、圧電素子３００の駆動に必要な変形量に応じて印加する所定の電圧を設定する。
【００３６】
上電極８０は、複数の下電極６０および圧力発生室１２に対向する領域に連続的に形成され、また圧力発生室１２の長手方向他端部側から周りの壁上まで延設されている。すなわち、上電極８０は、圧力発生室１２に対向する領域の圧電体層７０の上面および端面のほぼ全域を覆って形成されている。これにより、圧電体層７０への大気中の水分の浸透が実質的に防止される。したがって、水分に起因する圧電体層７０の破壊を防止することができ、圧電素子３００の耐久性を著しく向上することができる。
上電極８０の厚みは、例えば２ｎｍ〜１００ｎｍで、イリジウムを含む。
【００３７】
また、圧力発生室１２の長手方向他端部側の上電極８０の端部は、圧力発生室１２に対向する領域内に位置しており、圧電素子３００の実質的な駆動部が圧力発生室１２に対向する領域内に設けられている。すなわち、圧力発生室１２内に位置する下電極６０の端部と上電極８０の端部との間の部分の圧電素子３００が実質的な駆動部となっている。このため、圧電素子３００を駆動しても、圧力発生室１２の長手方向両端部近傍の弾性膜５０および絶縁体膜５５からなる振動板には大きな変形が生じることはなく、この部分の振動板に割れが発生するのを防止することができる。
なお、このような構成では、圧力発生室１２に対向する領域内でも圧電体層７０の表面が若干露出されることになるが、実質的な駆動部ではなく、その面積は極めて狭く、また後述するように上電極８０の周縁部と下電極６０の間の距離が大きいため、水分に起因する圧電体層７０の破壊を防止することができる。
【００３８】
また、上電極８０と圧電体層７０との間には中間膜８５が設けられている。この中間膜８５は、導電性を有する材料からなり、実質的に上電極８０の一部として機能する。すなわち中間膜８５が導電性材料から形成されていて上電極８０と接することになるため、上電極８０としての導電性を補填することができる。
また、後述するが、この中間膜８５は、圧電体層７０と同時にパターニングされ、製造過程で圧電体層７０がダメージを受けるのを防止するための役割を果たしている。このため中間膜８５は、圧電体層７０の上面のみに形成されている。
なお、中間膜８５は必ずしも必要ではなく、形成されていなくてもよい。
【００３９】
上電極８０は、例えば、イリジウムを含む第１上電極８１と、最上層としてのチタンを含む第２上電極８２とからなる２層構造を有している。第２上電極８２には、第２上電極８２の表面に薄く形成されるチタンの自然酸化膜も含まれる。
上電極８０は、実施形態に示した２層構造に限らず、第１上電極８１と第２上電極８２との間に別の層を形成した３層以上の構造であってもよい。
上電極８０のインクジェット式記録ヘッド１の長手方向の端には、上電極引き出し部８００が形成されている。上電極引き出し部８００は、下電極用リード電極９０が形成される側と同じ側に延設されている。
【００４０】
上電極引き出し部８００には、リード電極としての上電極用リード電極９１が形成されている。以下に、上電極引き出し部８００および上電極用リード電極９１について詳しく説明する。
図３（ｃ）および図４（ｄ）において、上電極用リード電極９１は、上電極引き出し部８００上から下電極用リード電極９０が形成された方向にかけて形成されている。上電極用リード電極９１は、第２上電極８２上に形成された第１リード電極９１１および第１リード電極９１１上に形成された第２リード電極９１２を有する２層構造である。上電極用リード電極９１は、第１リード電極９１１と第２上電極８２とが接触するように形成されている。
第１リード電極９１１は、ニッケルおよびクロムを含み、第２リード電極９１２は、例えば、金を含む。
【００４１】
上電極用リード電極９１は、実施形態に示した２層構造に限らず、第１リード電極９１１と第２リード電極９１２との間に別の層を形成した３層以上の構造であってもよい。
ここで、下電極用リード電極９０の構造も上電極用リード電極９１の構造と同じにすることができ、この場合、下電極用リード電極９０と上電極用リード電極９１とを同じ工程で形成することができる。
図４（ｅ）において、上電極引き出し部８００から外れた部分では、上電極用リード電極９１は、弾性膜５０および絶縁体膜５５上に形成されている。
【００４２】
図２、図３（ａ）および図３（ｂ）において、圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、圧電素子３００に対向する領域にその運動を阻害しない程度の空間を確保可能な圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。圧電素子３００は、この圧電素子保持部３１内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。
また、保護基板３０には、流路形成基板１０の連通部１５に対応する領域にリザーバー部３２が設けられている。このリザーバー部３２は、実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の並設方向に沿って設けられており、上述したように流路形成基板１０の連通部１５と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるマニホールド１００を構成している。
【００４３】
なお、実施形態では、圧電素子保持部３１は、圧力発生室１２の列に対応する領域に一体的に設けられているが、圧電素子３００毎に独立して設けられていてもよい。
保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることがより好ましく、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する。
【００４４】
さらに、保護基板３０の圧電素子保持部３１とリザーバー部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、下電極用リード電極９０および上電極用リード電極９１の端部がこの貫通孔３３内に露出されている。そして、これら下電極用リード電極９０および上電極用リード電極９１は、貫通孔３３内に延設される図示しない接続配線によって圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ等に接続される。
【００４５】
駆動信号は、例えば、駆動電源信号等の駆動ＩＣを駆動させるための駆動系信号のほか、シリアル信号（ＳＩ）等の各種制御系信号を含み、配線パターンは、それぞれの信号が供給される複数の配線で構成される。
【００４６】
この保護基板３０上には、さらに、封止膜４１および固定板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。封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料からなり、この封止膜４１によってリザーバー部３２の一方面が封止されている。固定板４２は、金属等の硬質の材料で形成される。この固定板４２のマニホールド１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、マニホールド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。
【００４７】
このようなインクジェット式記録ヘッド１では、図１に示したカートリッジ２Ａおよび２Ｂからインクを取り込み、マニホールド１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たす。その後、駆動ＩＣからの駆動信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極６０と上電極８０との間に駆動電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極６０および圧電体層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。
【００４８】
以下、このような圧電素子３００の製造方法について、上電極８０および上電極用リード電極９１の形成を中心に、図５および図６を参照して説明する。図５は、圧電素子３００の製造方法を表すフローチャート図、図６はインクジェット式記録ヘッド１の図３（ａ）におけるＣ−Ｃ概略部分断面図に相当する図である。
【００４９】
図５において、圧電素子３００の製造方法は、下電極形成工程であるステップ１（Ｓ１）と、圧電体層形成工程であるステップ２（Ｓ２）と、第１上電極膜形成工程であるステップ３（Ｓ３）と、第２上電極膜形成工程であるステップ４（Ｓ４）と、上電極形成工程であるステップ５（Ｓ５）と、第１リード電極膜形成工程としてのステップ６（Ｓ６）と、第２リード電極膜形成工程としてのステップ７（Ｓ７）と、リード電極形成工程としてのステップ８（Ｓ８）とを含む。
【００５０】
図６（ａ）は振動板形成工程を、（ｂ）は第１上電極膜形成工程（Ｓ３）を、（ｃ）は第２上電極膜形成工程（Ｓ４）を、（ｄ）は上電極形成工程（Ｓ５）を、図６（ｅ）は第１リード電極膜形成工程（Ｓ６）および第２リード電極膜形成工程（Ｓ７）を、（ｆ）および（ｇ）はリード電極形成工程（Ｓ８）を図示している。
下電極形成工程（Ｓ１）および圧電体層形成工程（Ｓ２）は、Ｃ−Ｃ概略部分断面図に描かれていないので、図示しないで説明する。
【００５１】
図６（ａ）において、振動板形成工程では、流路形成基板１０上に弾性膜５０および絶縁体膜５５を形成する。振動板の一部である弾性膜５０および絶縁体膜５５は、熱酸化、スパッタ法、真空蒸着、ＣＶＤ法などの方法で形成することができる。
【００５２】
下電極形成工程（Ｓ１）では、流路形成基板１０上に形成された弾性膜５０および絶縁体膜５５上に下電極６０を形成する。
図２および図３に示した下電極６０は、スパッタ法、真空蒸着、ＣＶＤ法などの方法で導電体の膜を流路形成基板１０上に形成した後、フォトリソグラフィー等によりパターニングして形成することができる。また、下電極６０は、印刷法などのパターニングが不要な方法によって形成してもよい。
さらに、下電極６０は、前述の材料の単層からなってもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。
【００５３】
圧電体層形成工程（Ｓ２）では、まず、下電極６０上に圧電体を形成する。
圧電体は、ゾルゲル法やＣＶＤ法などによって形成することができる。ゾルゲル法においては、原料溶液塗布、予備加熱、結晶化アニールの一連の作業を複数回繰り返して所定の膜厚にしてもよい。
例えば、ＰＺＴを形成する場合は、鉛，ジルコニウム，チタンを含むゾルゲル溶液を用いて、スピンコート法、印刷法などにより形成することができる。
圧電体を形成後、図３に示した中間膜８５を形成して、パターンニングすることによって、図３に示した圧電体層７０が得られる。
【００５４】
図６（ｂ）において、第１上電極膜形成工程（Ｓ３）では、流路形成基板１０上に第１上電極膜８１０を形成する。第１上電極膜８１０は、スパッタ法、真空蒸着等によって形成することができる。
【００５５】
図６（ｃ）において、第２上電極膜形成工程（Ｓ４）では、第１上電極膜８１０上に第２上電極膜８２０を形成する。第２上電極膜８２０は、第１上電極膜８１０と同様に、スパッタ法、真空蒸着等によって形成することができる。
【００５６】
図６（ｄ）において、上電極形成工程（Ｓ５）では、第１上電極膜８１０および第２上電極膜８２０をパターンニングして、第１上電極８１および第２上電極８２を備えた上電極８０を形成する。
【００５７】
図６（ｅ）において、第１リード電極膜形成工程（Ｓ６）および第２リード電極膜形成工程（Ｓ７）では、流路形成基板１０上に第１リード電極膜９１０を形成後、第１リード電極膜９１０上に第２リード電極膜９２０を形成する。これらの膜は、スパッタ法、真空蒸着等により成膜することができる。
【００５８】
図６（ｆ）において、リード電極形成工程（Ｓ８）では、図２および図３に示した下電極用リード電極９０および上電極用リード電極９１を平面視したパターンで、レジスト５００を第１リード電極膜９１０および第２リード電極膜９２０上に形成する。
【００５９】
図６（ｇ）において、リード電極形成工程（Ｓ８）では、ウェットエッチングによって第１リード電極膜９１０および第２リード電極膜９２０をエッチングし、第１リード電極９１１および第２リード電極９１２を備えた上電極用リード電極９１を形成する。上電極用リード電極９１を形成後、レジスト５００を除去する。
【００６０】
以下に、エッチング方法をより詳しく説明する。
金を含んだ第２リード電極膜９２０をウェットエッチングした後に、ニッケルおよびクロムを含んだ第１リード電極膜９１０をウェットエッチングする。ここで、第１リード電極膜９１０のウェットエッチング後に第２リード電極膜９２０が幅広になった場合、再度、第２リード電極膜９２０のウェットエッチングを行なう。
【００６１】
ウェットエッチングに用いるエッチング液は、例えば、以下の液を用いることができる。
ニッケルおよびクロムを含んだ第１リード電極膜９１０のエッチング液としては、硝酸セリウムアンモン（Ｃｅ（ＮＯ3）4・２ＮＨ4ＮＯ3）と硝酸（ＨＮＯ3）の混合水溶液を用いることができる。硝酸セリウムアンモンの濃度は４ｗｔ％〜２０ｗｔ％、硝酸の濃度は４ｗｔ％〜６０ｗｔ％が好ましい。
具体的なエッチング液としては、例えば、硝酸セリウムアンモン１５ｗｔ％および硝酸５ｗｔ％の混合水溶液、あるいは硝酸セリウムアンモン５ｗｔ％および硝酸５５ｗｔ％の混合水溶液を用いることができる。これらの液は、液温２５℃で用いることができる。
【００６２】
金を含んだ第２リード電極膜９２０のエッチング液としては、ヨウ素とヨウ化カリウムの混合水溶液を用いることができる。例えば、ヨウ素５ｗｔ％、ヨウ化カリウム１０ｗｔ％および水の８５ｗｔ％の混合水溶液を用いることができる。これらの液は、液温２３℃で用いることができる。
【００６３】
図７に、実施形態で形成した第２上電極８２を形成しない場合を示した。
図７（ａ）は、第２上電極８２を形成しない場合におけるインクジェット式記録ヘッド１の図３（ａ）のＣ−Ｃ概略部分断面図に相当する図、（ｂ）はＤ−Ｄ概略部分断面図に相当する図。
図７において、チタンを含む第２上電極８２を形成しないと、図６（ｇ）に示したニッケルおよびクロムを含んだ第１リード電極膜９１０のウェットエッチング工程の際に、第１リード電極膜９１０の側面が電食によってより侵食され、第１リード電極９１１と上電極８０の第１上電極８１との接触面積が狭くなる。
【００６４】
以上に述べた実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）ニッケルおよびクロムを含む第１リード電極９１１がチタンを含む第２上電極８２と接触している。ここで、ニッケルおよびクロムとチタンとの標準電極電位差が、ニッケルおよびクロムとイリジウムとの標準電極電位差より小さいので、ニッケルおよびクロムを含む第１リード電極９１１がイリジウムを含む第１上電極８１と接触している場合と比較して電食を生じにくくできる。したがって、上電極８０と上電極用リード電極９１との間の接触面積が狭くなったり、上電極用リード電極９１の剥離が生じたりするのを抑えることができ、所定の電圧で駆動できる圧電素子３００を得ることができる。
【００６５】
（２）第２リード電極９１２に金を含んでいるので抵抗を低くでき、より低電圧で駆動できる圧電素子３００を得ることができる。
【００６６】
（３）前述の効果を有するインクジェット式記録ヘッド１およびインクジェット式記録装置１０００を得ることができる。
【００６７】
（４）ニッケルおよびクロムを含む第１リード電極膜９１０がチタンを含む第２上電極８２と接触している。ここで、ニッケルおよびクロムとチタンとの標準電極電位差が、ニッケルおよびクロムとイリジウムとの標準電極電位差より小さいので、ニッケルおよびクロムを含む第１リード電極膜９１０がイリジウムを含む第１上電極８１と接触している場合と比較して、リード電極形成工程でウェットエッチングによって第１リード電極膜９１０をエッチングする際に、第１リード電極膜９１０に電食が生じにくい。したがって、上電極８０と上電極用リード電極９１との間の接触面積が狭くなったり、上電極用リード電極９１の剥離が生じたりするのを抑えることができ、所定の電圧で駆動できる圧電素子３００の製造方法を得ることができる。
【００６８】
（５）第２リード電極膜９２０をウェットエッチングして得られる第２リード電極９１２に金を含んでいるので抵抗を低くでき、より低電圧で駆動できる圧電素子３００の製造方法を得ることができる。
【００６９】
（６）第１リード電極膜９１０および第２リード電極膜９２０をより効率的にウェットエッチングできる圧電素子３００の製造方法を得ることができる。
【００７０】
上述した実施形態以外にも、種々の変更を行うことが可能である。
例えば、実施形態では、リード電極形成工程（Ｓ８）で行うウェットエッチングに用いるエッチング液を２種類用いたが、１種類のエッチング液で第１リード電極膜９１０および第２リード電極膜９２０をエッチングしてもよい。
【００７１】
また、上述した実施形態では、圧電素子３００が保護基板３０の圧電素子保持部３１内に形成されているが、これに限定されず、圧電素子３００は露出されていてもよい。
【００７２】
さらに、上述した実施形態では、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１を挙げて説明したが、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、プリンター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（電界放出ディスプレイ）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。
【符号の説明】
【００７３】
１…インクジェット式記録ヘッド、１０…流路形成基板、１２…圧力発生室、２１…ノズル開口、６０…下電極、７０…圧電体層、８０…上電極、８１…第１上電極、８２…第２上電極、８５…中間膜、９０…下電極用リード電極、９１…上電極用リード電極、３００…圧電素子、８１０…第１上電極膜、８２０…第２上電極膜、９１０…第１リード電極膜、９１１…第１リード電極、９１２…第２リード電極、１０００…インクジェット式記録装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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