(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭgＯ基板、シリコン基板またはガラス基板のいずれかの基板上に電極を形成し、前記電極上に鉛系誘電体層を形成し、前記鉛系誘電体層上に更に第２の電極を形成し、前記第２の電極上に振動板を形成した後、前記ＭｇＯ基板、シリコン基板またはガラス基板のいずれかの基板の全て、もしくは一部を除去し、前記振動板の上にインク液体を収容するための圧力室を形成するインクジェット記録装置の製造方法。
【請求項２】
鉛系誘電体をスパッタ法により形成することを特徴とする請求項1記載のインクジェット記録装置の製造方法。
【請求項３】
基板としてＭｇＯ基板を用いた場合、ＭｇＯ基板のエッチング溶液として燐酸を用いる請求項1に記載のインクジェット記録装置の製造方法。
【請求項４】
基板として、シリコン基板またはガラス基板を用いた場合、シリコン基板、またはガラス基板の除去を弗酸系溶液、もしくは水酸化カリウム溶液を用いたエッチングで行うことを特徴とする請求項３記載のインクジェット記録装置の製造方法。
【請求項５】
基板を準備する第１の工程と、前記基板に対し、第１の電極と第２の電極と鉛系誘電体層と振動板とを形成する第２の工程と、前記第２の工程後、前記基板の全て、もしくは一部を除去する第３の工程とを有するインクジェット記録装置の製造方法。
【請求項６】
第３の工程後、振動板に対し、インク液体を収容するための圧力室を形成することを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録装置の製造方法。
【請求項７】
第３の工程において、基板の一部を除去することにより、インク液体を収容するための圧力室を形成することを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録装置の製造方法。
【請求項８】
第２の工程は、基板上に第１の電極を形成し、前記第１の電極上に鉛系誘電体層を形成し、前記鉛系誘電体層上に第２の電極を形成し、前記第２の電極上に振動板を形成することにより行われることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録装置の製造方法。
【請求項９】
第２の工程は、基板上に振動板を形成し、前記振動板上に第１の電極を形成し、前記第１の電極上に鉛系誘電体層を形成し、前記鉛系誘電体層上に第２の電極を形成することにより行われることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録装置の製造方法。
【請求項１０】
基板は、ＭｇＯ基板、シリコン基板、またはガラス基板であることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パソコンなどの印刷装置としてインクジェット記録装置を用いたプリンタが印字性能がよく取り扱いが簡単、低コストなどの理由から広く普及している。このインクジェット記録装置には、熱エネルギーによってインク中に気泡を発生させ、その気泡による圧力波によりインク滴を吐出させるもの、静電力によりインク滴を吸引吐出させるもの、圧電素子のような振動子による圧力波を利用したもの等、種々の方式がある。
【０００３】
一般に、圧電素子を用いたものは、例えば、インク吐出口に連通したインク供給室と、そのインク供給室に連通した圧力室と、その圧力室に設けられ、圧電素子が接合された振動板等により構成されている。従来、インクの吐出方向と圧電素子の振動方向は同方向である。このような構成において、圧電素子に所定の電圧を印加すると、圧電素子が伸縮することによって、圧電素子と振動板が太鼓状の振動を起こして圧力室内のインクが圧縮され、それによりインク吐出口からインク液滴が吐出する。現在カラーのインクジェト記録装置が普及してきたが、その印字性能の向上、特に高解像度化および高速印字が求められている。そのためインクヘッドの微細化しマルチノズルヘッド構造を用いて高解像度および高速印字を実現する事が試みられている。インクヘッドの微細化には、インクを供給するための圧電素子の小型化が強く求められている。圧電素子の小型化のためには圧電体の厚みを薄くして、振動板を利用してたわみ振動を発生させインクを吐出させる方法が構成上可能である。しかし、電圧に対する圧電体自身の変位量は非常に小さく、そのため圧電素子を小型化すると圧電性の低下から十分な応力や振動が発生せずインクを吐出することができない。そこで、小型、マルチノズルヘッドを有した高解像度、高速プリンタを実現するためには薄い膜厚においても十分な圧電性を有する圧電薄膜材料を開発し、その製造方法を確立することが必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のように厚みの薄い圧電体を用いて、十分なインクの吐出に必要な特性を有する小型の圧電素子およびインクヘッドをこれまで実現することができなかった。特に、従来から用いてきた焼結体の圧電材料では、素子を切削等の機械的な加工により小型化してきたが、機械的加工では小型化に限界がある上、圧電特性の劣化を招き、小型化と高解像度を両立させる事は困難であった。
【０００５】
本発明は、従来のこのようなインクジェット記録装置における圧電素子の課題を解決するもので、圧電素子を構成する圧電体や振動板等を薄膜化することで半導体プロセスで一般に用いられている微細加工が可能な形状とし、更に膜厚が薄くても大きな圧電特性を有する薄膜材料を開発し、ノズルの構造が２０００ｄｐｉの多素子化を実現するその製造方法を提供する事を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明にかかるインクジェット記録装置の製造方法は、ＭgＯ基板上に電極を形成し、その電極上に鉛を含有した酸化物誘電体である鉛系誘電体層を形成する。その鉛系誘電体層上に更に電極を形成し鉛系誘電体層の厚み方向に電圧を印加でいる構成とする。更にその電極上に金属、酸化物、もしくは高分子有機物からなる材料を振動板としてスパッタリング、真空蒸着、メッキもしくはスピンコート法により形成する。次に、前記ＭｇＯ基板の全て、もしくは一部をエッチング除去、および振動板の上にインク液体を収容するための圧力室を樹脂もしくはガラスにより形成し、前記圧力室に圧力を印加するための圧力印加手段を作製することにより多素子化を実現したインクジェット記録装置の製造方法である。
【０００７】
更に、ＭｇＯ基板上に形成する電極として白金もしくはルテニウム酸化物を用い、鉛系誘電体としては膜厚２０μｍ以下のＰＺＴ系強誘電体をスパッタ法により形成し、かつＺｒ／Ｔｉ比が３０／７０から７０／３０の範囲内の薄膜、もしくはＰＺＴ系強誘電体にニオブおよび錫を添加した反強誘電性の薄膜であり、また振動板としてはニッケル、アルミニウム、アルミナ、酸化シリコン、またはポリイミド系樹脂を用い、更にＭｇＯ基板のエッチング溶液として燐酸を用いた製造方法が好ましい。
【０００８】
更に本発明にかかるインクジェット記録装置の製造方法として、シリコン、またはガラス基板上に電極を形成し、その電極上に鉛系誘電体から成る層を形成する。その鉛系誘電体層上に更に電極を形成し、その電極上に金属、酸化物、もしくは高分子有機物からなる材料を振動板としてスパッタリング、真空蒸着、メッキ、もしくはスピンコーティングにより形成する。次に、振動板の上にインク液体を収容するための圧力室を樹脂もしくはガラスにより形成、および前記シリコンもしくはガラス基板のすべて、もしくは一部を弗酸系溶液、もしくは水酸化カリウム溶液を用いてエッチングを行い除去することにより前記圧力室に圧力を印加するための圧力印加手段を作製することを特徴とするインクジェット記録装置の製造方法である。
【０００９】
また、本発明にかかるインクジェット記録装置の製造方法として、シリコン、またはガラス基板上に金属、酸化物、窒化物もしくは高分子有機物からなる材料を振動板として形成し、その上に電極を形成し、更にその電極上に鉛系誘電体を形成し、その鉛系誘電体層上に更に電極を形成する。更に前記シリコン、またはガラス基板の一部を弗酸系溶液、もしくは水酸化カリウム溶液を用いてエッチングを行い、前記シリコン、またはガラス基板を用いてインク液体を収容するための圧力室を形成することを特徴とするインクジェット記録装置の製造方法である。
【００１０】
更にシリコン、またはガラス基板上に形成する電極として白金もしくはルテニウム酸化物を用い、鉛系誘電体としては膜厚２０μｍ以下のＰＺＴ系強誘電体をスパッタ法により形成し、かつＺｒ／Ｔｉ比が３０／７０から７０／３０の範囲内のもの、もしくはＰＺＴ系強誘電体にニオブおよび錫を添加した反強誘電性の薄膜である製造方法が好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように本発明は、インクジェット記録装置の解像度を向上させるため、薄膜形成プロセスを用いてＰＺＴ等の鉛系誘電体層を高い圧電特性を維持したまま薄膜化し、それらを微細加工することにより低電圧でインク吐出能力の良いインクジェット記録装置用圧電素子を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態について図面をもちいて説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１(a)は、本発明にかかる第１の実施の形態のインクジェット記録装置におけるノズルヘッドを横から見た断面図、(b)はその概観図である。
【００１４】
図１において、本実施の形態のノズルヘッドは、インクを収容する圧力室１、インクを吐出する吐出口２、その吐出口２に連通し圧力室１に圧力を印加するための圧電素子３、及びその圧電素子３で振動する振動板４から構成されている。尚、図１は断面図であり、圧力室１は隔壁により分離された複数個が、この断面と垂直方向に並んだ構成になっており、吐出口２、圧電素子３も圧力室１と同数が同様に並んでいる。
【００１５】
圧力室１は、感光性有機高分子材料、感光性ガラスおよびシリコンなどにより構成されている。圧力室１の上部は振動板４により形成されている。振動板４はSiO2層により構成されている。振動板４の上には圧電素子３が形成され、この圧電素子３には、図示していないが上下に電極が配されている。
【００１６】
ここで、本実施の形態では、圧電素子３を形成する圧電体として鉛を含有したペロブスカイト型誘電体薄膜がその優れた圧電性から効果的であり、膜厚が２０μｍ以下の厚みにおいても十分な圧電特性を有していた。また圧電体の厚みを２０μｍ以下とする事により、圧電体を薄膜プロセスにより形成できる事に加え、また微細加工も行えることから圧電素子３の大きさも約１０μｍ程度の幅でも加工できた。そのため図１(b)の様にノズルを約１０μｍの幅で１列に配置することが可能で、印字解像度を向上し、更に印字速度を向上させることができる。
【００１７】
図２は圧電素子３の構成を詳しく示した図である。圧力室１に面する振動板４として、振動部分の厚みが２μｍのSiO2層、圧電体５としてPb(Zr0.5Ti0.5)O3の組成式で示される厚み３μｍのPZT薄膜を用いた。圧電体５の上下には厚み０．１μｍの白金から成る電極６および７が形成されている。圧電体５の厚みは薄いほど微細加工が容易となり、また駆動電圧も低くすることが可能で、シリコンの振動板４の厚みも２μｍとたわみやすい厚みとしたことで５０Ｖ以下の電圧においても良好なたわみ振動を発生させることができた。また、PZT薄膜の微細加工では弗酸や硝酸など強酸性の溶液を用いて行うが、電極６または７として白金もしくは金を用いることにより電極材料が腐食することを防止し、素子化を安定に行うことができた。この振動板４の材料としては、SiO2のほかにニッケル、クロム、アルミニウムなどの金属を蒸着、もしくはメッキにより形成したものでも振動中に亀裂が生じるなどの劣化はなく、インクを吐出するのに十分な振動を発生することができた。振動板４の材料としてこれらの金属の酸化物でも同様の振動特性を得ることができた。振動板４としてはポリイミドなどの有機高分子材料でも同様の振動効果を得ることが可能で、感光性ポリイミドを用いることにより素子化を容易に進めることができた。
【００１８】
圧電体５の材料として、鉛、チタン、ジルコニウムから構成された酸化物であるペロブスカイト型PZT薄膜材料を用いることにより、低電圧でも良好な振動を発生させることができた。またこのＰＺＴ薄膜の組成は、Pb(Zr0.53Ti0.47)O3の場合に最大の圧電性を示すとされているが、この組成の薄膜を直接基板上に形成することは容易ではない。そのため第１層としてＺｒの含有していないPbTiO3やPbTiO3にランタンを添加したＰＬＴを形成し、第２層としてPb(Zr0.53Ti0.47)O3の組成の２層構造とした場合、高品質圧電薄膜を形成しやすく、更に良好な圧電特性を得ることができた。図３に多層構造圧電体の断面構造を示す。第１層として膜厚０．１μｍのPbTiO3層８、第２層として膜厚２．９μｍのPb(Zr0.53Ti0.47)O3の組成を有するＰＺＴ層９とした。この２層構造の圧電体５を用いることにより、低電圧においても十分なインク吐出能力を有するインクジェット記録装置を作ることができた。また、この様な多層構造とせずに、PbTiO3からPb(Zr0.5Ti0.5)O3付近の組成へと連続に組成傾斜をしている層から成る圧電体５でも同様の効果が得られた。
【００１９】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態における圧電素子及び圧力室の製造方法を説明する図である。
【００２０】
図４において、まず、ＭgＯ基板１０の（１００）面上に個別電極１１となるＰt層を形成し、その個別電極１１の上に圧電材料として鉛系誘電体層１２をｒｆスパッタリングにより形成した。この鉛系誘電体層１２としては、膜厚３μｍのＰＺＴ系のｃ軸方向に配向した単結晶層であればよい圧電性を得ることができた。鉛系誘電体層１２の形成法としてｒｆスパッタ法を用いることにより、（１００）ＭｇＯ基板１０上にｃ軸方向に配向した結晶性の良いＰＺＴ薄膜を形成することができた。またＭｇＯ基板１０の表面にはＰｔの個別電極１１があるが、その表面に直接ＰＺＴを堆積させず第１層としてＺｒの含有していないPbTiO3層を厚み約0.01μｍと非常に薄く形成しておくことで、単結晶のＰＺＴ薄膜が形成することが可能となった。鉛系誘電体層１２の形成方法としてｒｆスパッタ法の他、ＭＯＣＶＤもしくはゾルゲル溶液を用いたスピンコート法においても良好な結晶性を有する圧電性薄膜を形成することができた。次にその鉛系誘電体層１２の上に共通電極１３となるＰｔ層を形成する。その共通電極１３の上にSiO2からなる材料で振動板４をスパッタリング法により形成した。この振動板４は個別電極１１と対応する鉛系強誘電体層１２が振動し、この振動が振動板４により増幅される。この個別電極１１の下の振動板の厚みが２μｍの時、良好な振動特性が得られた。次に振動板４の上に圧力室１の構造体を感光性樹脂１４などにより形成し、最後にＭgＯ基板１０を酸性溶液でエッチング除去する。個別電極１１は鉛系誘電体層１２の形成前、もしくはＭｇＯ基板１０をエッチング除去した後にパターンニングする。鉛系誘電体層１２は、共通電極１３を形成する前にパターンニングする。もしくは共通電極１３を形成し、ＭｇＯ基板１０をエッチング後に、各圧力室１に対応した分割された形状となるように強酸性溶液を用いてパターンニングした。本発明におけるインクヘッド形成法を図５に示す。(a)は個別電極１１をはじめに電極パターンを形成する方法で、(b)は工程の終盤でＭｇＯ基板１０をエッチング除去した後個別電極１１のパターン形成を行う方法である。
【００２１】
本実施の形態に示した製造方法によれば圧電特性の良い薄膜材料を形成することができ、更に半導体の微細加工技術を応用し多素子化が可能となる。図６に上記の方法で製作したインクジェット記録装置のノズルヘッドを正面から見た図を示す。作製したヘッドは、ノズルが２０００ｄｐｉの密度で形成されたヘッドである。
【００２２】
この構成のインクジェット記録装置の製造において、ＭｇＯ基板１０上の個別電極１１として白金もしくはルテニウム酸化物を用いることにより、ペロブスカイト構造を有する鉛系誘電体層１２を結晶性よく形成することができた。結晶性を改善することにより圧電特性を向上させることができ、多素子化した場合でもインク吐出能力の素子間のばらつきを少なくすることができた。また圧電材料として用いる鉛系誘電体層１２としては、Ｚｒ／Ｔｉ比が３０／７０〜７０／３０の範囲内にあるＰＺＴ層であれば、更に良好な圧電特性を有しいた。Ｚｒ／Ｔｉ比が５０／５０のＰＺＴ薄膜を鉛系誘電体層１２とし、各圧力室１に対応して幅１０μｍ、長さ１ｍｍの大きさにパターンニングしたものに対して、印加電圧と振動板４の最大たわみ量の関係を図７に示す。図より印加電圧を増加すると振動板がたわみ３０Ｖの電圧に対して約２μｍの変位を発生させることができた。この良好な圧電特性を利用して、インク吐出能力の高いインクジェット記録装置とすることができた。このほか、鉛系誘電体層１２として Pb0.99Nb0.02[(Zr0.6Sn0.4)1-yTiy]0.98O3 (0.060≦y≦0.065)の組成を有する反強誘電体の薄膜を用いた場合について、印加電圧と振動板４の最大変位との関係を図８に示す。この場合、１５Ｖの電圧で、反強誘電体から強誘電体への相転移が起こるため不連続な変位特性を示し、２０Ｖで約０．８μｍの変位が発生した。このことは、ある電圧以上を印加した場合ほぼ一定の変位を発生させることができ、インク吐出量のばらつきを少なくする事ができた。更にPb0.99Nb0.02[(Zr0.6Sn0.4)1-yTiy]0.98O3 (0.060≦y≦0.065)の組成を有する反強誘電体薄膜では、多結晶質の薄膜でも安定なインク吐出能力を有する圧電素子とすることができた。
【００２３】
更に振動板４はスパッタ法などの薄膜プロセスを用いることにより微細加工が容易となる。その材料として、酸化シリコンSiO2の他、ニッケル、アルミニウムなどの金属もスパッタ法、真空蒸着およびメッキ法により容易に形成することができ、SiO2と同様良好な振動特性を得ることができた。またアルミナでもSiO2と同様の効果を得ることができ、スパッタリング法により容易に形成できた。この他、ポリイミド系の樹脂はスピンコート法により容易に形成でき、またその微細加工も容易であり、インクジェット記録装置の振動板として適した材料であった。スパッタリングなどの薄膜プロセスによって得られた鉛系誘電体層１２は、ＭｇＯ基板１０上に形成するが、最終的に酸性溶液により除去する。この酸性溶液として燐酸溶液を用いることでＭｇＯを安定に溶解することができ、かつ圧電体にダメージを与えることなくインクジェット記録装置を作製することができた。
【００２４】
（第３の実施の形態）
図９は、本発明の第３の実施の形態における圧電素子及び圧力室の製造方法を説明する図である。
【００２５】
図９において、まず、シリコン基板１５上に個別電極１１となるＰt層を形成し、その個別電極１１の上に圧電材料として鉛系誘電体層１２をスパッタ法により形成した。この鉛系誘電体層１２としては、厚みが３μｍのＰＺＴ系の多結晶層であればよい圧電性を得ることができた。鉛系誘電体層１２の形成法としてＭＯＣＶＤもしくはゾルゲル溶液を用いたスピンコートにおいても良好な結晶性を有する圧電性薄膜を形成することができた。次にその鉛系誘電体層１２の上に共通電極１３となるＰｔ層を形成する。その共通電極１３の上にSiO2からなる材料で振動板４をスパッタ法により形成した。次に振動板４の上に圧力室１の構造体を感光性樹脂１４により形成し、最後にシリコン基板１５を弗酸系溶液、もしくは水酸化カリウム溶液でエッチング除去する。圧力室１は感光性ガラスもしくは感光性樹脂などにより分割形成され多素子化している。個別電極１１は鉛系誘電体層１２の形成前、もしくはシリコン基板１５をエッチングした後にパターンニングする。また鉛系誘電体層１２は、共通電極１３を形成する前にパターンニングする。もしくはシリコン基板１５をエッチング除去した後に、各圧力室１に分割した形状となるようにパターンニングした。本実施例の製造方法の一例を図１０に示す。本実施の形態に示した製造方法によればＭｇＯ基板６より安価に、かつ大きな面積を有した単結晶基板が入手しやすいシリコン基板１５を用いることができ、インクジェット用圧電素子を一度に多数形成することが可能で、更に圧電特性の良い薄膜材料を形成することができる。またこれまで確立されてきたシリコンの微細加工技術を応用し非常に高精度な微細加工から作り出される多素子化も容易となる。上記の方法で製作したインクジェトのヘッドは、図６と同様の構成が可能でノズルが２０００ｄｐｉの密度まで形成できた。
【００２６】
この構成のインクジェット記録装置の製造において、シリコン基板１５を用いる他、ガラス基板を用いても同様の多素子構成のインクジェット記録装置が作製できた。この場合弗酸系の溶液を用いてガラス基板をエッチングする事により、図５と同様の構成を有する多素子化したインクジェット記録装置を形成することができた。
【００２７】
上の個別電極１１として白金以外に、ルテニウム酸化物を用いることにより、ペロブスカイト構造を有する鉛系誘電体層１２を結晶性よく形成することができた。このため圧電体として良好な特性を有することができ、多素子化した場合でもインク吐出能力の素子間のばらつきの少ないインクジェット記録装置が作成できた。また圧電材料として用いる鉛系誘電体層１２としては、Ｚｒ／Ｔｉ比が３０／７０〜７０／３０の範囲内にあるＰＺＴ層であれば、更に良好な圧電特性を有し、インク吐出能力の高いインクジェット記録装置とすることができた。また、鉛系誘電体層１２として Pb0.99Nb0.02[(Zr0.6Sn0.4)1-yTiy]0.98O3 (0.060≦y≦ 0.065)の組成を有する反強誘電体の薄膜を用いた場合、電圧印加に対して安定した応答が得ることができ、インク吐出量のばらつきを少なくする事ができた。
【００２８】
更に振動板４の材料として、酸化シリコンSiO2の他、ニッケル、アルミニウムなどの金属もスパッタリング、真空蒸着およびメッキ法により容易に形成することができ、SiO2と同様良好な振動特性を得ることができた。またアルミナ等の酸化物でもSiO2と同様の効果を得ることができ、スパッタリング法により容易に形成できた。この他、ポリイミド系の樹脂などの高分子有機物はスピンコート法により容易に形成でき、またその加工も容易であり、インクジェット記録装置の振動板として適した材料であった。
【００２９】
（第４の実施の形態）
図１１は、本発明の第４の実施の形態における圧電素子及び圧力室の製造方法を説明する図である。
【００３０】
図１１において、まず、シリコン基板１５上に膜厚２μｍのSiO2からなる振動板４をスパッタ法を用いて形成する。更にその上に共通電極１３となるＰt層を形成する。個別電極１３の上に圧電材料として鉛系誘電体層１２をｒｆスパッタ法により形成した。この鉛系誘電体層１２としては、厚みが３μｍのＰＺＴ系の多結晶層であればよい圧電特性を得ることができた。鉛系誘電体層１２の形成法としてＭＯＣＶＤもしくはゾルゲル溶液を用いたスピンコートにおいても良好な結晶性を有する圧電性薄膜を形成することができた。次にその鉛系誘電体層１２の上に個別電極１１となるＰｔ層を形成する。この個別電極１１はイオンエッチングによって微細加工し、各圧力室１に対応した箇所に分離した形状となるようにした。なお、振動板４が絶縁物である場合、個別電極１１を振動板４上に形成し、共通電極１３を鉛系誘電体層４上に形成しても良い。次にシリコン基板１５を弗酸系溶液、もしくは水酸化カリウム溶液で部分的にエッチング除去し、シリコン基板１５の一部を圧力室１の構造部材として用いた。鉛系誘電体層１２は、共通電極１３を形成する前に、各圧力室１に対応し分割された形状となるようにパターンニングした。本実施の形態に示した製造方法の一例を図１２に示す。この方法では圧力室１の形成を圧電素子を形成する基板の一部を用いて作製するため、工程が簡略化でき、かつシリコンの微細加工技術を用いることにより微細な素子化も可能になる。上記の方法で製作したインクジェトのヘッドは、図６と同様の構成が可能でノズルが２０００ｄｐｉの密度まで形成できた。
【００３１】
この構成のインクジェット記録装置の製造において、シリコン基板１５を用いる他、更に安価なガラス基板を用いても同様の多素子構成のインクジェット記録装置が作製できた。この場合弗酸系の溶液を用いてガラス基板１３をエッチングする事により、図６と同様の構成を有する多素子化したインクジェット記録装置を形成することができた。
【００３２】
上の個別電極１１として白金以外に、ルテニウム酸化物を用いることにより、ペロブスカイト構造を有する鉛系誘電体層１２を結晶性よく形成することができた。このため圧電体として良好な特性を有することができ、多素子化した場合でもインク吐出能力の素子間のばらつきの少ないインクジェット記録装置が作成できた。また圧電材料として用いる鉛系誘電体層１２としては、Ｚｒ／Ｔｉ比が３０／７０〜７０／３０の範囲内にあるＰＺＴ層であれば、更に良好な圧電特性を有し、インク吐出能力の高いインクジェット記録装置とすることができた。また、鉛系誘電体層１２として Pb0.99Nb0.02[(Zr0.6Sn0.4)1-yTiy]0.98O3 (0.060≦y≦ 0.065)の組成を有する反強誘電体の薄膜を用いた場合、電圧印加に対して安定した応答が得ることができ、インク吐出量のばらつきを少なくする事ができた。また Pb0.99Nb0.02[(Zr0.6Sn0.4)1-yTiy]0.98O3 (0.060≦y≦0.065)の組成を有する反強誘電体薄膜では、多結晶質の薄膜でも安定なインク吐出能力を有する圧電素子とすることができた。
【００３３】
更に振動板４の材料として、酸化シリコンSiO2の他、ニッケル、アルミニウムなどの金属もスパッタリング、真空蒸着およびメッキ法により容易に形成することができ、SiO2と同様良好な振動特性を得ることができた。またアルミナでもSiO2と同様の効果を得ることができ、スパッタリング法により容易に形成できた。この他、ポリイミド系の樹脂はスピンコート法により容易に形成でき、またその加工も容易であり、インクジェット記録装置の振動板として適した材料であった。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、インクジェット記録装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施例におけるインクジェット記録装置のヘッドを横から見た断面を示す図、およびヘッドの概観図
【図２】本発明の一実施例におけるインクジェット記録装置のヘッドの断面を拡大した図
【図３】本発明の一実施例におけるインクジェト記録装置の圧電素子の構成を示す図
【図４】本発明の一実施例におけるインクジェット記録装置の圧電素子及び圧力室の製造方法を示す図
【図５】本発明の一実施例におけるインクジェット記録装置の製造工程を示す図
【図６】本発明の一実施例におけるインクジェット記録装置の製造方法により製造したノズルヘッドを正面から見た図
【図７】本発明の一実施例におけるインクジェット記録装置の圧電素子における印加電圧と振動板の最大変位量の関係を示す図
【図８】本発明の一実施例におけるインクジェット記録装置の圧電素子における印加電圧と振動板の最大変位量の関係を示す図
【図９】本発明の一実施例におけるインクジェット記録装置の製造方法を示す図
【図１０】本発明の一実施例におけるインクジェット記録装置の製造工程を示す図
【図１１】本発明の一実施例におけるインクジェット記録装置の製造方法を示す図
【図１２】本発明の一実施例におけるインクジェット記録装置の製造工程を示す図
【符号の説明】
【００３６】
１    圧力室
２    吐出口
３    圧電素子
４    振動板
５    鉛系誘電体層
６    共通電極
７    個別電極
８    PbTiO3
９    ＰＺＴ
１０    ＭｇＯ基板
１１    個別電極
１２    鉛系誘電体層
１３    共通電極
１４    感光性樹脂
１５    シリコン基板
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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