(57)【要約】【課題】ノズル孔毎の吐出特性のバラツキを抑制することができる。【解決手段】液体を吐出する複数のノズル孔を有するノズル板と、ノズル孔に連通する加圧液室を形成する液室形成基板と、加圧液室の一部を構成する振動板上に、下電極、加圧液室内を昇圧する圧電体層、上電極を順に形成して構成される圧電アクチュエータとを備え、下電極は、加圧液室毎に分割され、かつ加圧液室毎に圧電アクチュエータを駆動する駆動電圧が印加される個別電極とし、上電極は互いに導通する共通電極とする液滴吐出ヘッドにおいて、下電極の分割部の箇所は、振動板の振動領域外である。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する複数のノズル孔を有するノズル板と、前記ノズル孔に連通する加圧液室を形成する液室形成基板と、前記加圧液室の一部を構成する振動板上に、下電極、前記加圧液室内を昇圧する圧電体層、上電極を順に形成して構成される圧電アクチュエータとを備え、前記下電極は、加圧液室毎に分割され、かつ加圧液室毎に圧電アクチュエータを駆動する駆動電圧が印加される個別電極とし、前記上電極は互いに導通する共通電極とする液滴吐出ヘッドにおいて、
前記下電極の分割部の箇所は、前記振動板の振動領域外であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記下電極の分割部の箇所は、前記各加圧液室を区画する壁部の幅に相当する仮想範囲内であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記下電極は、絶縁性材料で覆われていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記下電極に駆動電圧を供給する引き出し配線は、前記圧電体層の配置領域から外れた領域まで延びた前記下電極に電気的に接続していることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記上電極からの引き出し配線と同じ材料で前記下電極の引き出し配線が形成され、かつ前記下電極の引き出し配線は前記加圧液室の外部から配線していることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
隣り合う前記下電極の分割部の間に、前記上電極に電気的に導通している電極パターンが形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
隣り合う前記下電極の分割部の間に、引き出し配線部材で前記上電極に電気的に導通しているパターンが形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記上電極に圧電素子の抗電圧を越えないバイアス電圧を印加することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記圧電アクチュエータを少なくとも覆って外部から保護する保護基板を設け、該保護基板内に前記上電極の引き出し線を配線することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドのノズル孔から記録液を記録剤に吐出して画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電体を変位させて加圧液室の一部を構成する振動板を変位させ加圧液室内の圧力を変化させることで、加圧液室に連通するノズル孔から液滴を吐出させる液滴吐出ヘッド及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気機械変換膜を電極で挟むように構成された電気機械変換素子は、例えばインクの液滴を吐出する液体吐出ヘッドを備え、媒体を搬送しながらインク滴を用紙に付着させて画像形成を行うインクジェット記録装置で用いられている。ここでの媒体は「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。また、画像形成装置は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。そして、画像形成とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与する（単に液滴を吐出する）ことをも意味する。また、インクとは、所謂インクに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる液体の総称として用いる。
【０００３】
画像形成装置の一例であるインクジェット記録装置におけるインクジェット記録ヘッドは、インク滴を吐出するノズル孔が連通する加圧液室と、加圧液室内を昇圧するエネルギーを発生するアクチュエータ手段と、加圧液室にインクを供給する共通液室とを備えている。そして、アクチュエータ手段を駆動することで加圧液室内を昇圧してノズル孔からインク滴を吐出させるものであり、記録に必要なときにのみインク滴を吐出するインク・オン・デマンド方式のものが主流である。インク滴を吐出させるためのアクチュエータ手段の種類により、ピエゾ方式、バブル方式、静電方式などの方式に大別される。
【０００４】
現在、この中でピエゾ方式を採用したインクジェット記録装置が主流となっている。このピエゾ方式のアクチュエータ手段において、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したものが実用化されている。これらのうち、たわみ振動モードの圧電アクチュエータによるインクジェット記録装置は、加圧液室の一部の内壁に形成される振動板に対して圧電素子がたわみ振動することで、振動板を介して加圧液室の内圧を変化させる。これにより、加圧液室内のインクがノズル孔から吐出するものである。
【０００５】
このたわみ振動モードの圧電アクチュエータを用いた液滴吐出ヘッドとして、特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１の液滴吐出ヘッドでは、複数のノズル孔を有するノズルプレートに積層される液室形成基板に、各ノズル孔に連通する各圧力室（加圧液室）を区画する隔壁が設けられ、この各圧力室の一部に振動板が設けられている。この振動板には各圧力室毎に圧電素子がそれぞれ設けられている。この圧電素子は、振動板上に、下部電極（下電極）、圧電体及び上部電極（上電極）がこの順で積層され構成されている。特許文献１の液滴吐出ヘッドの製造工程は、液室形成基板となる基板上に振動板、下部電極、圧電体及び上部電極となる層を積層し、各圧力室に対して下部電極、圧電体及び上部電極をドライエッチングしてパターニングされて圧電素子を形成している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の液滴吐出ヘッドでは、下部電極をエッチングする工程でエッチングの深さが振動板まで達するオーバーエッチングが生じたとき振動板に溝が形成される。この溝が形成される位置が振動板の振動領域内であり、振動板に形成される溝の深さがばらつくと振動板の剛性が個々に異なってしまう。このため、ノズル孔毎に吐出特性がばらつく。
【０００７】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は以下のとおりである。下電極の分割位置を振動板の振動領域外にしてノズル孔毎の吐出特性のバラツキを抑制することができる、液滴吐出ヘッド及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、液体を吐出する複数のノズル孔を有するノズル板と、前記ノズル孔に連通する加圧液室を形成する液室形成基板と、前記加圧液室の一部を構成する振動板上に、下電極、前記加圧液室内を昇圧する圧電体層、上電極を順に形成して構成される圧電アクチュエータとを備え、前記下電極は、加圧液室毎に分割され、かつ加圧液室毎に圧電アクチュエータを駆動する駆動電圧が印加される個別電極とし、前記上電極は互いに導通する共通電極とする液滴吐出ヘッドにおいて、前記下電極の分割部の箇所は、前記振動板の振動領域外であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、個別電極の分割部を振動板の振動領域外に位置する。個別電極をエッチングして個別化するときに発生するオーバーエッチングが発生して振動板に溝が形成されても、この溝は振動板の振動領域外であり、振動板の振動特性への影響を少なくできる。これにより、ノズル孔毎の吐出特性のバラツキを抑制することができる、という特有な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】インクジェット記録装置の構成を示す斜視図である。
【図２】インクジェット記録装置の機構部の側面図である。
【図３】本実施形態に係る液滴吐出ヘッドの断面図である。
【図４】従来の駆動回路の模式図である。
【図５】本実施形態の駆動回路の模式図である。
【図６】バイアス電圧印加による駆動電圧波形を示す図である。
【図７】ＧＤ−ＯＥＳによる深さ方向の組成を分析した結果を示す図である。
【図８】本実施形態に係る液滴吐出ヘッドのノズル列方向の断面図である。
【図９】本実施形態に係る液滴吐出ヘッドの部分平面図である。
【図１０】液滴吐出ヘッドの製造工程の実施例を示す工程断面図である。
【図１１】液滴吐出ヘッドの製造工程の実施例を示す工程断面図である。
【図１２】液滴吐出ヘッドの製造工程の実施例を示す工程断面図である。
【図１３】液滴吐出ヘッドの製造工程の実施例を示す工程断面図である。
【図１４】実施形態に係る液滴吐出ヘッドの変形例１を説明する図である。
【図１５】実施形態に係る液滴吐出ヘッドの変形例２を説明する図である。
【図１６】バタフライ特性を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
はじめに、本発明に係る液滴吐出ヘッドの一例であるインクジェット記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の構成について図面を参照して説明する。図１はインクジェット記録装置の構成を示す斜視図、図２はインクジェット記録装置の機構部の側面図である。
【００１２】
図１及び図２に示すインクジェット記録装置１００は、印字機構部１０３等を収納している。印字機構部１０３等は装置本体の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ１０１に搭載した液滴吐出ヘッド１及び液滴吐出ヘッド１に対してインクを供給するインクカートリッジ１０２等で構成されている。そして、装置本体の下方部には前方側から多数枚の記録紙Ｐを積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい）１０４を抜き差し自在に装着されている。また、記録紙Ｐを手差しで給紙するために開かれる手差しトレイ１０５を有し、給紙カセット１０４あるいは手差しトレイ１０５から給送される記録紙Ｐを取り込み、印字機構部１０３によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ１０６に排紙する。
【００１３】
印字機構部１０３は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド１０７と従ガイドロッド１０８とでキャリッジ１０１を主走査方向に摺動自在に保持する。このキャリッジ１０１にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する液滴吐出ヘッド１を複数のインク吐出口（ノズル孔）を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。また、キャリッジ１０１には液滴吐出ヘッド１に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ１０２を交換可能に装着している。
【００１４】
インクカートリッジ１０２は上方に大気と連通する大気口、下方には液滴吐出ヘッド１へインクを供給する供給口が設けられている。内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力により液滴吐出ヘッド１へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、液滴吐出ヘッド１としては各色毎に液滴吐出ヘッドを用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個の液滴吐出ヘッドでもよい。
【００１５】
ここで、キャリッジ１０１は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド１０７に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド１０８に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ１０１を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ１０９ａで回転駆動される駆動プーリ１１０と従動プーリ１１１との間にタイミングベルト１１２を張装している。そして、このタイミングベルト１１２をキャリッジ１０１に固定し、主走査モータ１０９ａの正逆回転によりキャリッジ１０１が往復に走査される。
【００１６】
一方、給紙カセット１０４にセットした記録紙Ｐを液滴吐出ヘッド１の下方側に搬送するために、給紙カセット１０４から記録紙Ｐを分離給装する給紙ローラ１１３及びフリクションパッド１１４と、記録紙Ｐを案内するガイド部材１１５とを有している。また、給紙された記録紙Ｐを反転させて搬送する搬送ローラ１１６と、この搬送ローラ１１６の周面に押し付けられる搬送コロ１１７及び搬送ローラ１１６からの記録紙Ｐの送り出し角度を規定する先端コロ１１８とを有する。搬送ローラ１１６は副走査モータ１０９ｂによってギヤ列を介して回転駆動される。
【００１７】
そして、キャリッジ１０１の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１１６から送り出された記録紙Ｐを液滴吐出ヘッド１の下方側で案内するため用紙ガイド部材である印写受け部材１１９を設けている。この印写受け部材１１９の用紙搬送方向下流側には、記録紙Ｐを排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１２０と拍車１２１を設けている。さらに記録紙Ｐを排紙トレイ１０６に送り出す排紙ローラ１２３と拍車１２４と、排紙経路を形成するガイド部材１２５、１２６とを配設している。
【００１８】
このインクジェット記録装置１００で記録時には、キャリッジ１０１を移動させながら画像信号に応じて液滴吐出ヘッド１を駆動することにより、停止している記録紙Ｐにインクを吐出して１行分を記録し、その後、記録紙Ｐを所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または記録紙Ｐの後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ記録紙Ｐを排紙する。
【００１９】
また、キャリッジ１０１の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、液滴吐出ヘッド１の吐出不良を回復するための回復装置１２７を配置している。回復装置１２７はそれぞれ図示していないキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ１０１は印字待機中にはこの回復装置１２７側に移動されてキャッピング手段で液滴吐出ヘッド１をキャッピングして吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全てのインク吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
【００２０】
更に、吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で液滴吐出ヘッド１のインク吐出口を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出す。これにより、インク吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【００２１】
このように、このインクジェット記録装置１００においてはアクチュエータユニットを有するインクジェット記録ヘッドを搭載しているので、安定したインク滴吐出特性が得られ、画像品質を向上することができる。
【００２２】
図３は、本実施形態に係る液滴吐出ヘッドの断面図である。本実施形態は圧電アクチュエータを用いた液滴吐出ヘッドであり、インク液滴を基板の面部に設けたノズルから吐出させるサイドシューター方式の例を示すものである。図３（ａ）に示すように、本実施形態の液滴吐出ヘッド１は、主として、ノズル基板１０、液室基板２０、振動板３０及び保護基板４０を重ねた積層構造となって構成されている。ノズル基板１０にはインクを吐出するノズル１１が設けられている。液室基板２０には、加圧液室２１、流体抵抗部２２の他にインクの供給部２３となる溝部が形成されている。振動板３０には、圧電層などの圧電アクチュエータが形成されている。保護基板４０は、圧電素子保護空間４１が配されている。
【００２３】
ノズル基板１０は、厚さ３０〜５０［μｍ］のＳＵＳ基板にプレス加工と研磨加工によりノズル１１を形成している。液室基板２０の加圧液室２１と連通するようにそれぞれノズル１１を有する。液室基板２０には、シリコン基板上にシリコン酸化膜を介してシリコンが張り合わされたＳＯＩ基板が用いられている。振動板３０はＳＯＩ基板のＳｉ層表面にパイロ酸化法を適用してシリコン酸化膜が形成されている。振動板３０の上には、下電極である個別電極５１となる白金膜、圧電体層（ＰＺＴ）５２、上電極である共通電極５３となる白金膜が、この順で多層構成され圧電アクチュエータを構成している。この圧電アクチュエータがシリコンをエッチングすることで形成した加圧液室２１に対向する領域に形成されている。そして、個別電極５１及び共通電極５３と、配線材料との層間に配置する層間絶縁膜５４、及び引き出し配線の材料を保護するためのパッシベーション膜５５がアクチュエータの上面及び側面を覆うように配置されている。
【００２４】
保護基板４０は、共通液室４２としてインク流路となる溝部と、圧電素子の保護及び変位を妨げないための空間及び流路隔壁の剛性を高め、液室全体を支えるために柱を形成している。個別電極５１は、加圧液室毎に分割され、個別電極パッド部５６まで引き出し配線５７で引き出されている。共通電極５３から引き出し配線５８で引き出された線は、個別電極５１の一部、引き出し配線５８、及び配線用空間６０に配線されるバイパス配線５９により導通しており、各共通電極５３には基準電位が与えられている。そして、図３（ｂ）に示すように、本実施形態の圧電体層５２は、共通電極５３から個別電極５１に向かう方向に分極されている。つまり、本実施形態では、圧電体層５２の分極方向と同じ方向に向かう側に個別電極５１を設け、かつ圧電体層５２の分極方向と反対の方向に向かう側に共通電極５３を設けている。
【００２５】
次に、本実施形態における駆動回路構成を説明する。図４は従来の駆動回路構成の模式図であり、下電極を共通電極とし基準電圧Ｖ０が印加され、かつ上電極を個別電極とし駆動電圧Ｖ１が印加されている。これに対して、本実施形態では図３で説明した配線とすることで、図５に示す回路構成となっている。従来及び本実施形態ともに、画像信号に基づいて駆動電圧Ｖ１の印加を制御するドライバＩＣのスイッチ回路が接続されている。図３ではドライバＩＣは図示していないが、図３の個別電極パッド部５６にドライバＩＣ端子からの出力が接続されている。この電圧により各加圧液室のアクチュエータ動作を制御している。
【００２６】
そして、図５に示す本実施形態の回路構成では、駆動電圧Ｖ１が下電極の個別電極に印加され、基準電圧Ｖ０が上電極の共通電極に印加されている。このため、駆動電圧Ｖ１及び基準電圧Ｖ０を正極性の電圧であっても、圧電体層から見ると、図１６のバタフライ特性において電界の向きに対して逆電圧が印加されることになる。つまり、圧電体層における個別電極の共通電極との電位差がマイナスとなる。バタフライ特性において吐出効率の良い電界強度の負極性側で圧電アクチュエータを動作させている。これにより、負極性の電源は不要となり、コスト高を抑制できる。
【００２７】
また、バイアス駆動について説明する。図５の配線により、下電極が個別電極とし駆動電圧Ｖ１、上電極が共通電極とし基準電圧Ｖ０が印加されているが、図６は共通電極にバイアス電圧を印加している例を示している。負極性側の駆動だけでなく、負極性側のバイアス駆動を実施すると、より一層アクチュエータの振動変位を大きく確保でき、吐出効率を上げて低電圧化することができる。そこで、圧電体層に印加される電圧差はΔＶ＝Ｖ０−Ｖ１と表されるので、通常の電圧波形（図６（ａ））を、それぞれ個別電極と、共通電極と供給すれば負極性側のバイアス駆動と同様の特性が得られることがわかった。
【００２８】
更に、薄膜アクチュエータを構成する圧電体をSol-Gel法等の液塗布による成膜方法で成膜する場合、膜の上下で成膜過程での焼成時などの熱による材料の拡散によって濃度ムラが発生する。この濃度ムラにより膜の上下で欠陥の分布が異なり、この欠陥が特性の低下を引き起こしてしまう。また、欠陥は膜の上側（振動板と逆の面）に多く分布してしまうため、上電極からの駆動は必然的に特性低下(劣化)を招きやすくなってしまう。ＧＤ−ＯＥＳによる深さ方向の組成を分析した結果を図７に示す。同図からわかるように、共通電極でＰｂ（鉛）が非常に多く偏析していることがわかる。これが、欠陥となって特性劣化を生むことになる。本実施形態のように、振動板側に配置されている下電極を個別電極とし駆動電圧を印加することにより、欠陥の影響を最小限にし劣化を抑制して良好な特性を最大限維持することができる。
【００２９】
また、本実施形態において、ノズル列方向の断面図である図８に示すように、個別電極５１を加圧液室毎に分割する分割部６１は、加圧液室２１の流路隔壁６２のノズル列方向における壁幅に相当する仮想範囲Ｗに納まる位置に形成されている。つまり、個別電極５１のノズル列方向の縁端部は、加圧液室並び方向に関して加圧液室２１のノズル列方向の開口幅範囲より外側に形成されている。これにより、個別電極５１の分割プロセスで振動板３０がエッチングされ、振動板３０の溝深さにバラツキが生じたとしても、加圧液室２１の振動板剛性へ与える影響は小さく、吐出バラツキを最小限に小さくすることができる。なお、部分平面図である図９に示すように、加圧液室の長手方向に関しても、個別電極５１の縁端部を加圧液室２１の開口部の外側に形成することが好ましい。
【００３０】
次に、液滴吐出ヘッドの製造方法について説明する。
図１０、図１１、図１２及び図１３は、液滴吐出ヘッドの製造工程の実施例を示す工程断面図である。本実施例においてはシリコン基板に振動板材料及び圧電素子材料を成膜していくことでアクチュエータを作成していく。
先ず、図１０（ａ）に示すように、厚み４００［μｍ］の＜１００＞シリコン基板２０１の表面にシリコン酸化膜を０．２［μｍ］、及びシリコンを２．０［μｍ］を張り合わせたＳＯＩ基板２０２を用いる。このＳＯＩ基板２０２の表面に、パイロ（Ｗｅｔ）酸化法によりシリコン酸化膜を０．３［μｍ］形成し、これを振動板となる。その後、図１０（ｂ）に示すように、圧電素子の個別電極となる白金（Ｐｔ）層２０３をスパッタ法により０．２［μｍ］成膜し、ゾルゲル法により圧電体層２０４を０．２［μｍ］成膜する。そして、共通電極となる白金（Ｐｔ）層２０５を０．１［μｍ］成膜する。
【００３１】
次に、図１０（ｃ）に示すように、リソエッチ法により、共通電極２０５、圧電体層２０４及び個別電極２０３をパターニングする。図９に示すように、個別電極の一部は、加圧液室毎に分割された状態でパターニングされる。図７に示すように、振動板剛性への変化が小さいように、分割部を流路隔壁幅に収まる位置関係で形成している。
【００３２】
次に、図１１（ａ）に示すように、プラズマＣＶＤ法により層間絶縁膜２０６を０．３［μｍ］成膜し、リソエッチ法により配線コンタクトを取るためのビアホール２０７を形成する。層間絶縁膜２０６は、次に形成する引き出し配線と共通電極との導通部２０８と、バイパス配線への導通部２０９、及びインク供給孔となる貫通部２１０をパターニングする。更に、図１１（ｂ）に示すように、アルミ材料により、引き出し配線２１１、２１２を形成する。引き出し配線２１１、２１２は、圧電体の駆動による振動板の振動による応力を受けるので、振動により断線しないように、やわらかいアルミ材料を使い、１［μｍ］程度厚く積んでいる。図３に示すように、共通電極からの引き出し配線２１２は、圧電アクチュエータ部の駆動領域を外れたところで電気的に接続されている。そして、図１１（ｃ）に示すように、アルミ配線保護のためのパッシベーション膜２１３としてプラズマＣＶＤ法によるシリコン窒化膜を２［μｍ］成膜し、パターニングする。そして、振動板２０２のインク供給口となる貫通孔２１４を事前にエッチングする。
【００３３】
更に、図１２（ａ）に示すように、金をメッキ法により積層して、個別電極のパッド部２１５と、バイパス配線２１６を同時に形成する。パッド部２１５を金で形成することで、図示しないドライバＩＣとの電気的接続を低温のワイヤボンディングで接続している。また、金は抵抗値が低く、バイパス配線として共通電極抵抗値を下げる効果が大きい。なお、パッド部２１５と形成工程を分けて、バイパス配線の材料として、銅、アルミなどを使用することもできる。その場合は、バイパス配線２１６を腐食から保護する保護層が必要となることもある。
【００３４】
その後、図１２（ｂ）に示すように、別途ガラス基板にブラスト加工で柱を形成した保護基板２１７をシリコン基板２０１の液室基板に接合し、液室基板の保護基板接合面とは反対面を、所望の厚さまで研磨する。保護基板２１７はシリコン基板にリソエッチ法で凹部を加工したものでも良く、＜１１０＞シリコン基板をTMAH、KOHなどのアルカリエッチング液を用いたウェットエッチングにより加工したものでも構わない。また、樹脂モールドやメタルインジェクションモールドなどの成型部品でも構わない。また、ドライバ回路をアクチュエータ基板上に一体形成する際に、パイロ酸化法で形成した酸化膜をLOCOS酸化法で形成し、酸化膜の形成領域を選択することで，駆動回路を同一基板上に形成することもできる。
【００３５】
その後、図１３（ａ）に示すように、シリコン基板２０１の反対面にＩＣＰドライエッチングにより加圧液室２１８、流体抵抗部２１９及びインクの供給部２２０となる溝部を形成する。最後に、図１３（ｂ）に示すように、別途厚さ３０〜５０［μｍ］のＳＵＳ基板にプレス加工と研磨加工によりノズル２２１を形成したノズル基板２２２をシリコン基板２０１の液室基板の流路隔壁形成面に接着する。そして、圧電素子の共通電極及び個別電極と接続されたアルミ配線部（不図示）をドライバＩＣ（不図示）に接続することで液滴吐出ヘッドが完成する。
【００３６】
また、図８に示したように、個別電極５１の分割部６０が、加圧液室２１の流路隔壁６１におけるノズル列方向の幅の範囲に相当する仮想範囲に納まるように形成されている。このため、個別電極分割工程で振動板へ溝が形成されても、その溝の深さバラツキによる吐出特性への影響を抑えることができる。これにより、個別電極を個別化することによる吐出バラツキを最小限に抑えることができる。個別電極５１の分割部６０は、層間絶縁膜５４（図１１（ａ）の層間絶縁膜２０６）で覆われている。これは、画像信号によって隣り合う個別電極間に電位差が生じる。また、個別電極５１の分割部６０は流路隔壁幅の中に入れる必要がある。そして、隣り合う個別電極間距離が近いため、露出していると湿度による表面リークなどの原因となり、ヘッド寿命を短くする原因になる。このように、加圧液室の列方向の分割部は層間絶縁膜の絶縁膜で保護しておく必要がある。層間絶縁膜を有する構成（共通電極の引き出し配線が個別電極の上を通るため層間絶縁膜が必要）の場合、個別電極の分割部を層間絶縁膜で保護する構成は、プロセスを増やさすに実現できるので有用である。
【００３７】
また、本実施形態では、個別電極はやわらかい金属材料であるアルミの引き出し配線により、圧電体層の上部から引き出され、圧電体層および個別電極から外れた領域で引き出し配線と結合している。やわらかい金属材料を選択していても可動領域である圧電体層上で連結するのは、圧電アクチュエータの動作を妨げ、余計な振動を伝搬させる原因になるので好ましくない。また、個別電極がある領域では、余計の静電容量が乗るため、電気的な負荷になり好ましくない。共通電極の導通は、これらを外した領域で結合することが、吐出効率、相互干渉の面から好ましい。
【００３８】
更に、個別電極側にも引き出し配線を形成して、個別電極への経路の抵抗値を下げている。個別電極の材料は、圧電体層の焼成という高温プロセスを行うので、アルミや銅のような材料は使えない。そのため抵抗値が高く、駆動電圧波形の鈍りの原因となる。駆動電圧波形の鈍りは吐出効率を悪くする。そこで、個別電極側にも引き出し配線を形成するが、共通電極からの引き出し配線と同時に形成することでプロセスを簡略化する。この時、個別電極の引き出し配線は加圧液室の外部から配線する。引き出し配線を加圧液室内部で配線すると、引き出し配線の端部に段差ができて、振動板が撓んだ時に、応力集中して破損しやすい。振動板の可動部を避けた位置から引き出し配線を形成することが好ましい。
【００３９】
図１４は、実施形態に係る液滴吐出ヘッドの変形例１を説明する図である。図１４（ａ）は平面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のノズル列方向の部分断面図である。この変形例１では、流路隔壁の幅の中で、個別電極を各加圧液室に対応するように分割して個別電極化し、個別電極の縁端部を加圧液室の投影面より外側に形成している。つまり、個別電極化した個別電極間に、共通電極と導通している個別電極を形成している。プロセスとしては、個別電極のパターニングを変えるだけなので、製造工数は増えず、コストアップはない。そして、下電極を個別電極として活用するので、画像信号によって個別電極化した各個別電極に電位差が生じる。この電位差の変化が、容量カップリングによって電気的干渉として隣接するチャンネルのインク吐出に影響を与える。
【００４０】
この電気的干渉を小さくするために、変形例１では、分割部の個別電極化した個別電極間に、共通電極と導通している個別電極を形成することで、隣接チャンネルへの電圧の影響を小さくした。これにより、電気的干渉が小さくなり、画像パターンによる吐出バラツキの影響を小さく抑え、良好な画像を得ることができる。なお、変形例１では、個別電極で共通電極と導通した配線を作成したが、引き出し配線材料で、この共通電極の配線を作成しても良い。図３では、共通電極と導通する引き出し配線の形成プロセスにおいて流路隔壁の下で個別電極を分離する共通電極配線を形成している。これにより、上記実施形態同様に、電気的な干渉を低減することができる。
【００４１】
図１５は、実施形態に係る液滴吐出ヘッドの変形例２を説明する図である。図１５（ａ）はノズル列方向に直交する方向の断面図、図１５（ｂ）は平面図である。この変形例２では、保護基板内に引き出し配線を配することで、引き出し配線用のパッシベーション膜を成膜していない。プロセスとしては、引き出し配線後のパッシベーション膜の成膜からエッチングするまでの工程がなくなる。このため、製造工数を大幅に減らし、コストダウンとなる。保護基板内に引き出し配線を納めて、引き出し配線を外部から隔絶する。これにより、懸念されている引き出し配線の環境湿度による劣化を未然に防止することができ、引き出し配線を保護するためのパッシベーション膜を成膜する必要がなくなる。なお、変形例２では、個別化した個別電極のＰｔにパッド用のＡｕ（金）を直接に成膜することで、引き出し配線とＡｕ、個別電極間で起きる界面での抵抗をなくすことができ、密着力を向上させることができる。
【００４２】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
下電極の分割部の箇所は、振動板の振動領域外である。これによれば、上記実施形態について説明したように、個別電極の分割部を振動板の振動領域外に位置する。個別電極をエッチングして個別化するときに発生するオーバーエッチングが発生して振動板に溝が形成されても、この溝は振動板の振動領域外であり、振動板の振動特性への影響を少なくできる。これにより、ノズル孔毎の吐出特性のバラツキを抑制することができる。
（態様２）
（態様１）において、下電極の分割部の箇所は、各加圧液室を区画する壁部の幅に相当する仮想範囲内である。これによれば、上記実施形態の変形例１について説明したように、個別電極５１のパターンエッチング処理で、振動板に至る溝の深さがばらついていても、加圧液室の振動板剛性は変わらない。これにより、液滴吐出特性のバラツキを抑えることができる。
（態様３）
（態様１）又は（態様２）において、下電極は絶縁性材料で覆われている。これによれば、上記実施形態について説明したように、各個別電極５１の間で電位差が生じるので環境湿度でリークしないように個別電極５１を保護することで故障発生の確率を下げることができる。
（態様４）
（態様１）〜（態様３）のいずれかにおいて、下電極に駆動電圧を供給する引き出し配線は、圧電体層の配置領域から外れた領域まで延びた下電極に電気的に接続している。これによれば、上記実施形態について説明したように、共通電極５３の導通のさせ方として、可動領域である圧電体層５２の仮想領域上で連結するのは、圧電アクチュエータの動作を妨げ、余計な振動を伝搬させる原因になるので好ましくない。また、個別電極５１として分割された個別電極がある領域では余計の容量が乗るので好ましくない。共通電極５３の導通は、これらを外した領域で結合することが吐出効率や相互干渉の面から好ましい。
（態様５）
（態様１）〜（態様４）のいずれかにおいて、上電極からの引き出し配線と同じ材料で下電極の引き出し配線が形成され、かつ下電極の引き出し配線は前記加圧液室の外部から配線している。これによれば、上記実施形態について説明したように、個別電極の材料は配線抵抗が高いので、個別電極の引き出しにも引き出し配線を形成する。この時、引き出し配線を加圧液室内部で配線すると、引き出し配線の端部に段差ができて、振動板が撓んだ時に、応力が集中して破損しやすい。このため、個別電極の引き出し配線は加圧液室の外部から配線していることで、可動部を避けることができ引き出し配線の破損を防ぐことができる。
（態様６）
（態様１）又は（態様２）において、隣り合う下電極の分割部の間に、上電極に電気的に導通している電極パターンが形成されている。これによれば、上記実施形態の変形例２について説明したように、個別電極に駆動電圧を印加するので、たとえ絶縁膜で保護して直接的なリーク電流はなくても静電容量カップリングで隣接する電極に影響を与える。各個別電極になる下電極の間に、共通電極に導通した電極パターンを設けることで、容量カップリングによる相互干渉を小さくできる。
（態様７）
（態様１）又は（態様２）において、隣り合う下電極の分割部の間に、引き出し配線部材で上電極に電気的に導通しているパターンが形成されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、個別電極に駆動電圧を印加するので、たとえ絶縁膜で保護して直接的なリーク電流はなくても静電容量カップリングで隣接する電極に影響を与える。各個別電極になる下電極の間に、共通電極に導通した電極パターンを設けることで、容量カップリングによる相互干渉を小さくできる。
（態様８）
（態様１）〜（態様７）のいずれかにおいて、共通電極に圧電素子の抗電圧を越えないバイアス電圧を印加する。これによれば、上記実施形態について説明したように、逆極性の電圧駆動をする場合にも、抗電圧を越えないバイアス電圧を印加した方が、変位が大きく取れ、駆動電圧を低くすることができる。
（態様９）
（態様１）において、圧電アクチュエータ部を少なくとも覆って外部から保護する保護基板を設け、該保護基板内に共通電極の引き出し線を配線する。これによれば、上記実施形態について説明したように、保護基板内に引き出し配線を入れることで、外気から遮断かつ、インクとの接触を回避することで、引き出し配線の保護層を成膜しないですむ。
（態様１０）
（態様１）〜（態様９）のいずれかの態様の液滴吐出ヘッドのノズル孔から記録液を記録剤に吐出して画像を形成する。図１及び図２を用いて本実施形態の画像形成装置について説明したように、安定した記録液の滴吐出特性が得られ、画像品質を向上することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  液滴吐出ヘッド
１０  ノズル基板
１１  ノズル孔
２０  液室基板
２１  加圧液室
２２  流体抵抗部
２３  供給部
３０  振動板
４０  保護基板
４１  圧電素子保護空間
４２  共通液室
５１  個別電極
５２  圧電体層
５３  共通電極
５４  層間絶縁膜
５５  パッシベーション層
５６  個別電極パッド部
５７  引き出し配線
５８  引き出し配線
５９  バイパス配線
６０  配線用空間
６１  分割部
６２  流路隔壁
１００  インクジェット記録装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４４】
【特許文献１】特開２００８−２２８４５８号公報
【図１】
2014058126.tif 000003
【図２】
2014058126.tif 000004
【図３】
2014058126.tif 000005
【図４】
2014058126.tif 000006
【図５】
2014058126.tif 000007
【図６】
2014058126.tif 000008
【図７】
2014058126.tif 000009
【図８】
2014058126.tif 000010
【図９】
2014058126.tif 000011
【図１０】
2014058126.tif 000012
【図１１】
2014058126.tif 000013
【図１２】
2014058126.tif 000014
【図１３】
2014058126.tif 000015
【図１４】
2014058126.tif 000016
【図１５】
2014058126.tif 000017
【図１６】
2014058126.tif 000018