(57)【要約】【課題】液滴の吐出特性を良好に保持できると共に連続吐出しても安定した液滴の吐出特性を得ることができる圧電体薄膜素子を提供すること。【解決手段】基板上に形成された振動板と、前記振動板上に形成された下部電極と、前記下部電極上に形成された圧電体薄膜と、前記圧電体薄膜上に形成された上部電極と、を有し、前記下部電極は、白金族または白金族金属を含む合金からなる（１１１）配向を有する金属膜と、該金属膜上に形成されたＬａＮｉＯ３と、該ＬａＮｉＯ３の上に形成されたＳｒＲｕＯ３と、を備え、前記ＳｒＲｕＯ３の厚さが６０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された振動板と、
前記振動板上に形成された下部電極と、
前記下部電極上に形成された圧電体薄膜と、
前記圧電体薄膜上に形成された上部電極と、を有し、
前記下部電極は、白金族または白金族金属を含む合金からなる（１１１）配向を有する金属膜と、該金属膜上に形成されたＬａＮｉＯ３と、該ＬａＮｉＯ３の上に形成されたＳｒＲｕＯ３と、を備え、
前記ＳｒＲｕＯ３の厚さが６０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることを特徴とする圧電体薄膜素子。
【請求項２】
前記ＳｒＲｕＯ３は、表面粗さが１５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の圧電体薄膜素子。
【請求項３】
前記ＳｒＲｕＯ３は、ＳｒとＲｕとの組成比Ｓｒ／Ｒｕが０．８２以上１．２２以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電体薄膜素子。
【請求項４】
前記圧電体薄膜がゾルゲル法により成膜されたものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の圧電体薄膜素子。
【請求項５】
前記圧電体薄膜がチタン酸ジルコン酸鉛であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の圧電体薄膜素子。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の圧電体薄膜素子を製造する圧電体薄膜素子の製造方法であって、
前記ＳｒＲｕＯ３を４５０から６００℃にてスパッタ成膜することを特徴とする圧電体薄膜素子の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれかに記載の圧電体薄膜素子を製造する圧電体薄膜素子の製造方法、または、請求項６に記載の圧電体薄膜素子の製造方法であって、
前記ＬａＮｉＯ３を２００から６００℃にてスパッタ成膜することを特徴とする圧電体薄膜素子の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれかに記載の圧電体薄膜素子を備えることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項９】
請求項８に記載の圧電アクチュエータを備えることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１０】
請求項９に記載の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット方式のプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置等に備えられた、インク等の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの駆動源等として用いられる圧電体薄膜素子および該圧電体薄膜素子の製造方法、並びに、前記圧電体薄膜素子を備えた圧電アクチュエータ、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像記録装置或いは画像形成装置として使用されるインクジェット記録装置（液滴吐出装置）及び液体吐出ヘッドに関して、構成としては図１に示すようなものになる。
液体吐出ヘッド１は、インク滴（液滴）を吐出するノズル１１と、このノズル１１が連通する加圧室２１、（インク流路、加圧液室、圧力室、吐出室、液室等とも称される。）と、加圧室２１内のインクを加圧するエネルギー発生手段とを備える。エネルギー発生手段は、圧電体薄膜素子４０からなる。このエネルギー発生手段で発生したエネルギーで加圧室２１内のインクを加圧することによってノズル１１からインク滴を吐出させる。
【０００３】
液体吐出ヘッドには、圧電体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と２種類が実用化されている。
たわみ振動モードのアクチュエータを使用したものとしては、例えば、振動板の表面全体にわたって成膜技術により均一な圧電材料層を形成し、この圧電材料層をリソグラフィ法により圧力発生室に対応する形状に切り分けて各圧力発生室に独立するように圧電体薄膜素子を形成したものが知られている。
圧電膜の自発分極軸のベクトル成分と電界印加方向とが一致するときに、電界印加強度の増減に伴う伸縮が効果的に起こり、大きな圧電定数が得られる。このとき、圧電膜の自発分極軸と電界印加方向とは完全に一致することが最も好ましい。また、インク吐出量のばらつき等を抑制するには、圧電膜の圧電性能の面内ばらつきが小さいことが好ましい。これらの点を考慮すれば、結晶配向性に優れた圧電膜が好ましい。
【０００４】
特許文献１には、表面にチタンが島状に析出したチタン含有貴金属電極上に圧電膜を成膜することで、結晶配向性に優れた圧電膜を成膜できることが記載されている。
また、特許文献２には、基板としてＭｇＯ基板を用いることで、結晶配向性に優れた圧電膜を成膜できることが記載されている。
さらに、特許文献３には、アモルファス強誘電体膜を成膜し、その後、急速加熱法によって該膜を結晶化させる強誘電体膜の製造方法が開示されている。
またさらに、特許文献４には、成膜工程においては、正方晶系、斜方晶系、及び菱面体晶系のうちいずれかの結晶構造を有するペロブスカイト型複合酸化物（不可避不純物を含んでいてもよい）からなり、（１００）面、（００１）面、及び（１１１）面のうちいずれかの面に優先配向し、配向度が９５％以上である前記圧電膜を成膜することを特徴とする圧電膜の製造方法について記載がある。
【０００５】
上記した特許文献については、多くは白金上でのチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）作製になる。
電極材料としては、従来からＰｔ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ等の金属材料が用いられてきた。一般的に白金が利用されているが、白金が多用された背景は最密充填構造である面心立方格子（ＦＣＣ）構造をとるため自己配向性が強く、振動板の材料であるＳｉＯ２のようなアモルファス上に成膜しても（１１１）に強く配向し、その上の圧電体膜も配向性が良い為である。しかし、配向性が強いため柱状結晶が成長し、粒界に沿ってＰｂなどが下地電極に拡散しやすくなるといった問題もあった。
【０００６】
ところで、圧電体薄膜を形成するためには、圧電体薄膜直下の導電性酸化物電極が重要となる。また、圧電体動作時に、経時的に圧電体中の酸素欠損が増大するという可能性が従来から問題として認識されている。
そこで、圧電体薄膜の欠損酸素成分の補給源として、該圧電体薄膜との接触界面に導電性の酸化物電極が利用されるに至っている。具体的に使用される材料系は、酸化物電極層として、ＩｒＯ２、ＬａＮｉＯ３、ＲｕＯ２、ＳＲＯ、ＬａＮｉＯ３、ＳｒＲｕＯ３、ＣａＲｕＯ３などが用いられ、また、電極層として、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ等が用いられている。
中でもＳｒＲｕＯ３（ルテニウム酸ストロンチウム）は、ＰＺＴと同じペロブスカイト型結晶構造を有しているので、界面での接合性に優れ、ＰＺＴのエピタキシャル成長を実現し易く、Ｐｂの拡散バリア層としての特性にも優れている。（特許文献５〜７参照）
【０００７】
また、従来の下部電極として、振動板上にチタン、白金とＳｒＲｕＯ３膜を順に形成した積層構造が使われていた。チタン膜を用いる理由は、振動板と下部電極の密着性を改善させるためである。
これに対して本発明者らは、ＬａＮｉＯ３／白金で形成される下部電極はＳｒＲｕＯ３／白金などで形成される下部電極よりも大きな圧電定数を得ることを見出した。一方で、ＬａＮｉＯ３／白金で形成される下部電極を備えた構成の圧電体薄膜素子では、圧電体の動作時に、経時的に圧電性能が劣化してしまうことを見出した。そのため、連続吐出時に安定したインクの吐出特性を得ることが困難であった。
【０００８】
そこで、本発明者らは、下部電極としてＳＲＯ／ＬａＮｉＯ３／白金の積層構造にし、ＳＲＯの膜厚範囲を制御することで、大きな圧電定数を実現し、経時的な圧電性能が劣化を抑制することができることを見出した。圧電体薄膜素子を圧電アクチュエータとして使用した場合に、初期変位を充分に得ることができ、さらに連続動作したときにも安定した駆動特性を実現することができる。
圧電体薄膜素子を電気機械変換素子として用いる場合には、圧電体薄膜、下部電極および振動板間のそれぞれの密着性を高め、圧電体薄膜で発生した変位振動を低下させることなく、振動板に伝え、振動特性を劣化させない必要がある。
【０００９】
一般に白金族の金属膜は密着性が悪く、白金族の金属膜上下の膜にて、密着性を高める工夫が必要となる場合がある。これに対して本発明者らは、ＬａＮｉＯ膜は白金膜との密着性に優れることを見出した。ＳＲＯ／ＬａＮｉＯ３／白金の積層構造にすることで、下部電極間積層構造の密着性を高め、圧電体薄膜素子を電気機械変換素子として用いる場合においても、安定した駆動特性を実現することができる。
【００１０】
ここで特許文献８は、基板上に第一の蛍石型酸化物層、第二の蛍石型酸化物層、第三のＡＢＯ３ペロブスカイト型酸化物導電層、第四のＡＢＯ３ペロブスカイト型酸化物導電層を有し、第四のＡＢＯ３ペロブスカイト型酸化物導電層上に｛１００｝配向であるペロブスカイト型誘電層を有する圧電体薄膜素子に関するものである。
【００１１】
また、特許文献９に記載の圧電体薄膜素子は、基板と、前記基板の上方に形成された第１導電層と、前記第１導電層の上方に形成された、ペロブスカイト構造を有する圧電体からなる圧電体層と、前記圧電体層に電気的に接続された第２導電層と、を含み、前記第１導電層は、（００１）に優先配向しているランタン系層状ペロブスカイト化合物からなるバッファ層を１層以上含む。この圧電体薄膜素子により、良好な圧電特性を得ることができる。
【００１２】
しかしながら、上記した特許文献１〜９のいずれに記載の技術においても、液滴の吐出特性を良好に保持できると共に連続吐出しても安定した液滴の吐出特性を得ることができる圧電体薄膜素子とすることは困難であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、液滴の吐出特性を良好に保持できると共に連続吐出しても安定した液滴の吐出特性を得ることができる圧電体薄膜素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するための本発明に係る圧電体薄膜素子は、基板上に形成された振動板と、前記振動板上に形成された下部電極と、前記下部電極上に形成された圧電体薄膜と、前記圧電体薄膜上に形成された上部電極と、を有し、前記下部電極は、白金族または白金族金属を含む合金からなる（１１１）配向を有する金属膜と、該金属膜上に形成されたＬａＮｉＯ３と、該ＬａＮｉＯ３の上に形成されたＳｒＲｕＯ３と、を備え、前記ＳｒＲｕＯ３の厚さが６０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、液滴の吐出特性を良好に保持できると共に連続吐出しても安定した液滴の吐出特性を得ることができる圧電体薄膜素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る液滴吐出ヘッドの構成を例示する断面図である。
【図２】本発明に係る圧電体薄膜素子の構成を例示する断面図である。
【図３】本発明に係る液滴吐出ヘッドの第２の実施の形態における構成を例示する分解斜視図である。
【図４】本発明に係る液滴吐出装置の一例における構成を示す斜視説明図である。
【図５】本発明に係る液滴吐出装置の一例における機構部の構成を示す側面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る圧電体薄膜素子は、基板上に形成された振動板と、前記振動板上に形成された下部電極と、前記下部電極上に形成された圧電体薄膜と、前記圧電体薄膜上に形成された上部電極と、を有し、前記下部電極は、白金族または白金族金属を含む合金からなる（１１１）配向を有する金属膜と、該金属膜上に形成されたＬａＮｉＯ３と、該ＬａＮｉＯ３の上に形成されたＳｒＲｕＯ３と、を備え、前記ＳｒＲｕＯ３の厚さが６０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１８】
次に、本発明に係る圧電体薄膜素子についてさらに詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１９】
図１は、本発明に係る液滴吐出ヘッドの構成を例示する断面図である。図２は、本発明に係る圧電体薄膜素子の構成を例示する断面図である。
なお、図２は、図１に示す圧電体薄膜素子４０の構成を詳細に示すものである。換言すれば、図１において圧電体薄膜素子４０は簡略化して示されている。
【００２０】
図１及び図２を参照するに、液滴吐出ヘッド１は、大略すると、ノズル板１０と、基板２０と、振動板３０と、圧電体薄膜素子４０とを有する。ノズル板１０には、液滴（インク滴）を吐出するノズル１１が形成されている。ノズル板１０、基板２０、及び振動板３０により、ノズル１１に連通する圧力室２１（インク流路、加圧液室、加圧室、吐出室、液室等と称される場合もある）が形成されている。振動板３０は、圧力室２１の壁面の一部を形成している。
【００２１】
圧電体薄膜素子４０は、大略すると、下部電極４１と、圧電体薄膜４２と、上部電極４３とを有する。圧電体薄膜素子４０は、電気信号を機械的変位に変換し、或いは機械的変位を電気信号に変換する素子である。圧電体薄膜素子４０は、基板２０の一方の面に成膜された振動板３０の、圧力室２１と平面視において重複する位置に搭載されている。
【００２２】
液滴吐出ヘッド１は、圧電体薄膜素子４０が駆動されることにより、ノズル１１からインクの液滴を吐出するヘッドである。具体的には、液滴吐出ヘッド１は、下部電極４１及び上部電極４３に給電することで圧電体薄膜４２に応力を発生させて振動板３０を振動させ、振動板３０の振動に伴ってノズル１１から圧力室２１内のインクを液滴状に吐出する機能を有する。なお、圧力室２１内にインクを供給するインク供給手段、インクの流路、流体抵抗等についての図示及び説明は省略している。
【００２３】
以下、液滴吐出ヘッド１の各構成要素について詳説する。
液滴吐出ヘッド１において、基板２０としては、例えば、シリコン単結晶基板を用いることができる。基板２０の厚さは、例えば、１００〜６５０μｍ程度とすることができる。基板２０としてシリコン単結晶基板を用いる場合、圧力室２１は、例えば、異方性エッチング等のエッチングを利用してシリコン単結晶基板を加工することにより作製できる。
【００２４】
振動板３０は、圧電体薄膜素子４０によって発生した力を受けて変形変位し、圧力室２１内のインクを液滴（以下、インク滴とも称する）の形状でノズル１１より吐出させる機能を有する。圧電体薄膜素子４０に電圧が印加されて撓み振動させることにより、振動板３０を圧電体薄膜素子４０の撓み方向に変位させることができる。なお、圧電体薄膜素子４０と、圧電体薄膜素子４０を搭載した振動板３０とを含めて圧電型アクチュエータと称する場合がある。
振動板３０は所定の強度を有することが好ましい。振動板３０の材料としては、例えば、Ｓｉ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４等を用いることができるが、下部電極４１、圧電体薄膜４２の線膨張係数に近い材料を選択することが好ましい。
【００２５】
後述のように、圧電体薄膜４２の材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を使用する場合がある。そのため、振動板３０として、ＰＺＴの線膨張係数８×１０−６（１／Ｋ）に近い５×１０−６〜１０×１０−６程度の線膨張係数を有する材料を用いることが好ましく、７×１０−６〜９×１０−６程度の線膨張係数を有する材料を用いることがより好ましい。
ＰＺＴの線膨張係数に近い振動板３０の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化オスミウム、酸化レニウム、酸化ロジウム、酸化パラジウム及びそれらの化合物等を挙げることができる。これらの材料を用いた振動板３０は、スパッタ法やＳｏｌ−ｇｅｌ（ゾルゲル）法を用いてスピンコータにて作製できる。
【００２６】
振動板３０の膜厚としては０．１〜１０μｍが好ましく、０．５〜３μｍがより好ましい。振動板３０の膜厚がこの範囲より小さいと圧力室２１の加工が難しくなり、この範囲より大きいと振動板３０自身が変形変位し難くなり、液滴の吐出が不安定になるためである。
各振動板構成膜の膜厚は、振動板全体で所望の振動板剛性、および応力になるように膜厚を設定している。
【００２７】
圧電体薄膜素子４０は、基板２０上に、振動板３０、下部電極４１、圧電体薄膜４２、上部電極４３が、この順で、半導体製造プロセス等の、膜構造体の製造において用いられる手法によって成膜されることによって形成される。
圧電体薄膜素子４０の下部電極４１は、密着層４１ａと、金属膜４１ｂと、ＬａＮｉＯ３膜４１ｃと、ＳｒＲｕＯ３膜４１ｄとを有する。下部電極４１の厚さ（密着層４１ａ、金属膜４１ｂ、ＬａＮｉＯ３膜４１ｃ、ＳｒＲｕＯ３膜４１ｄの総厚）は、例えば、５０〜４００ｎｍ程度とすることができる。
【００２８】
金属膜４１ｂは、振動板３０上に、密着層４１ａを介して間接的に形成されている。ただし、密着層４１ａを省略して金属膜４１ｂを振動板３０上に直接形成しても良い。
密着層４１ａの材料としては、Ｃｒ、ＴｉＷ、Ｔｉ、ＴｉＯ２、Ｔａ、Ｔａ２Ｏ５、Ｔａ３Ｎ５等を密着層４１ａ以外の下部電極４１より先に積層することによって形成されている。これは、振動板３０と、金属膜４１ｂとの密着性が低い場合に挿入される。
金属膜４１ｂは、（１１１）配向を有する層を含む。金属膜４１ｂの材質としては、例えば、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）等の白金族金属や、これら白金族金属を含む合金材料等を用いることができる。
金属膜４１ｂの厚さは、例えば、２５０ｎｍ以下とすることが好ましい。金属膜４１ｂは、例えば、スパッタ法や真空蒸着等により形成できる。
【００２９】
ＬａＮｉＯ３膜４１ｃは、金属膜４１ｂ上に形成されている。ＬａＮｉＯ３膜４１ｃの厚さは、例えば、４０〜１５０ｎｍ程度とすることができる。ＬａＮｉＯ３膜４１ｃは、例えば、スパッタ法等により形成できる。
ＬａＮｉＯ３膜４１ｃは、スパッタ条件によってＬａＮｉＯ３膜の膜質が変わる。例えば、２００℃以上６００℃以下の成膜温度で加熱を行いＬａＮｉＯ３膜を成膜することが好ましい。この範囲から外れると、その後圧電体薄膜を成膜した圧電アクチュエータとしての初期変位については充分な特性が得られない。
【００３０】
ＳｒＲｕＯ３膜４１ｄは、ＬａＮｉＯ３膜４１ｃ上に形成されている。ＳｒＲｕＯ３膜４１ｄは、経時的に圧電体薄膜４２中に酸素欠損が生じた場合、欠損した酸素成分を補給する機能を有する。ＳｒＲｕＯ３膜４１ｄの膜厚は、６０〜８０ｎｍの範囲で実施することが好ましい。この範囲から外れると、その後圧電体薄膜を成膜した圧電アクチュエータとしての連続駆動後の変位劣化については充分な特性が得られない。
ＳｒＲｕＯ３膜４１ｄは、スパッタ条件によってＳｒＲｕＯ３膜の膜質が変わる。例えば、４５０℃以上６００℃以下の成膜温度で加熱を行いＳｒＲｕＯ３膜を成膜することが好ましい。この範囲から外れると、その後圧電体薄膜を成膜した圧電アクチュエータとしての初期変位については充分な特性が得られない。
【００３１】
成膜後のＳｒとＲｕの組成比については、Ｓｒ／Ｒｕが０．８２以上１．２２以下であることが好ましい。この範囲から外れると比抵抗が大きくなり、電極として充分な導電性が得られなくなる。
また、ＳｒＲｕＯ３膜４１ｄは、表面粗さが１５ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
圧電体の動作時に、経時的に圧電体中の酸素欠損が増大するという可能性が従来における問題として認識されている。その欠損酸素成分の補給源として導電性の酸化物電極が利用されるに至っている。すなわち、酸化物電極層（４１ｄ）が誘電体材料との接触界面で用いられる様になってきている。中でもＳｒＲｕＯ３（ルテニウム酸ストロンチウム）は、ＰＺＴと同じペロブスカイト型結晶構造を有しているので、ＰＺＴ界面での接合性に優れ、ＰＺＴのエピタキシャル成長を実現し易く、Ｐｂの拡散バリア層としての特性にも優れている。
【００３３】
圧電体薄膜４２は、ＰＺＴからなっている。ＰＺＴとはジルコン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）とチタン酸（ＰｂＴｉＯ３）との固溶体で、その比率により特性が異なる。一般的に優れた圧電特性を示す組成はＰｂＺｒＯ３とＰｂＴｉＯ３との比率が５３：４７の割合で、化学式で示すとＰｂ（Ｚｒ０．５３，Ｔｉ０．４７）Ｏ３、一般ＰＺＴ（５３／４７）と示される。ＰＺＴ以外の複合酸化物としてはチタン酸バリウムなどが挙げられ、この場合はバリウムアルコキシド、チタンアルコキシド化合物を出発材料にし、共通溶媒に溶解させることでチタン酸バリウム前駆体溶液を作製することも可能である。
【００３４】
これら材料は一般式ＡＢＯ３で記述され、Ａ＝Ｐｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｂ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｎｂを主成分とする複合酸化物が該当する。その具体的な記述として（Ｐｂ１−ｘ，Ｂａｘ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３、（Ｐｂ１−ｘ，Ｓｒｘ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３となり、これはＡサイトのＰｂを一部ＢａやＳｒで置換した場合である。このような置換は２価の元素であれば可能であり、その効果は熱処理中の鉛の蒸発による特性劣化を低減させる作用を示す。
【００３５】
作製方法としては、スパッタ法もしくは、Ｓｏｌ−ｇｅｌ（ゾルゲル）法を用いてスピンコータにて作製することが可能である。その場合は、パターニング化が必要となるので、フォトリソエッチング等により所望のパターンを得る。
ＰＺＴをＳｏｌ−ｇｅｌ法により作製した場合、酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド、チタンアルコキシド化合物を出発材料にし、共通溶媒としてメトキシエタノールに溶解させ均一溶液を得ことで、ＰＺＴ前駆体溶液が作製される。金属アルコキシド化合物は大気中の水分により容易に加水分解してしまうので、前駆体溶液に安定剤としてアセチルアセトン、酢酸、ジエタノールアミンなどの安定化剤を適量、添加しても良い。
下地基板全面にＰＺＴ膜を得る場合、スピンコートなどの溶液塗布法により塗膜を形成し、溶媒乾燥、熱分解、結晶化の各々の熱処理を施すことで得られる。塗膜から結晶化膜への変態には体積収縮が伴うので、クラックフリーな膜を得るには一度の工程で１００ｎｍ以下の膜厚が得られるように前駆体濃度の調整が必要になる。
【００３６】
圧電体薄膜４２の膜厚としては０．５〜５μｍが好ましく、さらに好ましくは１μｍ〜２μｍとなる。この範囲より小さいと充分な変位を発生することが出来なくなり、この範囲より大きいと何層も積層させていくため、工程数が多くなりプロセス時間が長くなる。
【００３７】
上部電極４３は、下部電極４１とは異なり、圧電体薄膜４２を形成する際のような高温のプロセスを有さず、圧電体薄膜４２との格子定数マッチングも必要とならない。圧電体薄膜４２の上層には、上部電極４３を形成する。
【００３８】
上部電極４３の材料は、下部電極４１の材料と同じ材料などを用いることができる。上部電極の材料は、下部電極４１の材料とは異なり、圧電体薄膜４２を形成する際のような高温のプロセスが後の工程で無く、圧電体薄膜４２との格子定数マッチングも必要とならないため材料選択幅が下部電極４１に比較し広くなる。ただし、圧電体動作時に、経時的に圧電体薄膜４２中の酸素欠損が増大するという可能性が従来から問題として認識されているので、その欠損酸素成分の補給源として導電性の酸化物電極が利用されるに至っている。すなわち、下部電極４１の材料の項で記載した酸化物電極層（４１ｄ）が誘電体材料との接触界面で用いられる様になってきている。
【００３９】
したがって、具体的に使用される材料系は、下部電極と同じで、酸化物電極層として、ＳｒＲｕＯ３、ＬａＮｉＯ３、他の電極層として、ＩｒＯ２、ＲｕＯ２、ＳｒＯ、ＣａＲｕＯ３などが用いられ、また、金属電極層として、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｐｄ等が用いられている。
【００４０】
上部電極の形成プロセスは、主にスパッタ成膜方式が取られている。その他、真空蒸着法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などの公知の方法で行うことができる。
上部電極の膜厚としては、酸化物電極層から電極層までの総和で５０〜３００ｎｍ程度の範囲で形成することができる。
【００４１】
所定形状に加工された圧電体薄膜素子４０を得るには、例えば、上部電極４３形成後に上部電極４３上に感光性レジストのパターニングによりエッチング時のマスク層を形成し、ドライエッチング又はウェットエッチングを行う。感光性レジストのパターニングは、公知のフォトリソグラフィ技術により実施することができる。
すなわち、上部電極４３上に感光性レジストをスピンコータ又はロールコータにより塗布し、その後予め所望のパターンが形成されたガラスフォトマスクにより紫外線露光後、パターン現像→水洗→乾燥して感光性レジストマスク層を形成する。形成された感光性レジストマスク層は、そのパターンの端部傾斜が、エッチング時の傾斜断面に影響するので、所望の傾斜角度に応じ、レジスト選択比（被エッチング材料とマスク材料とのエッチングレートの比）を考慮して選択すればよい。エッチング後膜上に残った感光性レジストは、専用の剥離液又は酸素プラズマ・アッシングにより除去することができる。
【００４２】
エッッチングは、形状の安定性から反応性ガスを用いたドライエッチングが選択される場合が多いが、エッチングガスは塩素系、フッ素系等のハロゲン系のガス、或いはハロゲン系のガスにＡｒや酸素を混合させたガスにより実施することができる。エッチングガス或いはエッチング条件を変化させることにより、上部電極４３、圧電体薄膜４２と連続してエッチングすることもできるし、一度レジストパターンを形成し直して数回に分けてエッチングを実施することもできる。
なお、上述した方法に代えて、上部電極４３の形成前に電気機械変換膜４２を所定形状に加工（エッチング）し、その後、所定形状の圧電体薄膜４２上のみに上部電極４３を成膜してもよい。
【００４３】
以上述べたことからわかるように、圧電体薄膜素子４０は、簡便な製造工程で形成可能であり、バルクセラミックスと同等の性能を持つとともに、その後の圧力室３１形成のための裏面からのエッチング除去、ノズル１１を有するノズル板１０を接合することで、液滴吐出ヘッド１が製造可能である。
【００４４】
本発明に係る圧電アクチュエータは、上述した圧電体薄膜素子を備えるものであり、また本発明に係る液滴吐出ヘッドは、該圧電アクチュエータを備えるものであり、さらに本発明に係る液滴吐出装置は、該液滴吐出ヘッドを備えるものである。これらは上述した圧電体薄膜素子の構成を除き、周知慣用のものを用いることができる。なお、これらの詳細については実施例において後述する。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明の実施例及び実施例と比較される比較例を説明する。
これらの例において、圧電体薄膜素子としての電気機械変換素子の構成は、図２に示したものと同様となっている。なお、以下の説明で述べていない事項については、適宜、すでに述べた事項を援用する。
【００４６】
＜実施例１＞
実施例１では、以下の手順で、基板２０上に振動板３０を形成し、振動板３０上に圧電体薄膜素子４０を形成し、図１に示す液滴吐出ヘッド１を作製した。但し、圧力室２１の加工、ノズル板１０の接着等は行っていない。
振動板３０は、シリコンからなる基板２０上に酸化物或いは窒化物の単層膜又は積層膜を、ＬＰＣＶＤ（Ｌｏｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ＣＶＤ）、プラズマＣＶＤ、スパッタ成膜、熱酸化等により形成できる。簡単には、シリコンからなる基板２０を熱酸化することにより形成される場合が多いが、圧電型アクチュエータ、特に液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）として用いる場合は、必要となる強度、振動特性を考慮して形成される。具体的には、ＳｉＯ２熱酸化膜、ＳｉＯ２膜、シリコン膜とＳｉＮ膜の積層膜、ＺｒＯ２膜、ＳｉＯ２膜とＺｒＯ２膜の積層膜等が用いられる。膜厚は、トータルで数μｍ程度である。この積層膜が振動板３０となる。
【００４７】
実施例１では、シリコンからなる基板２０上に、振動板３０としてＳｉＯ２膜、シリコン膜とＳｉＮ膜の積層膜（膜厚２μｍ）を、熱処理製膜法およびＬＰＣＶＤ法により成膜した。次に、振動板３０上に下部電極４１を形成した。具体的には、まず、振動板３０上にチタン膜（膜厚５０ｎｍ）をスパッタ成膜した。続いて、ＲＴＡ（ｒａｐｉｄ  ｔｈｅｒｍａｌ  ａｎｎｅａｌｉｎｇ)装置を用いて７００℃、５分、Ｏ２雰囲気でチタン膜を熱酸化して、チタン膜を酸化チタン膜とする。酸化チタン膜が密着層４１ａとなる。そして、酸化チタン膜４１ａ上に金属膜４１ｂとして白金膜（膜厚１２５ｎｍ）スパッタ成膜した。
【００４８】
更に、金属膜４１ｂ上にＬａＮｉＯ３膜４１ｃ（膜厚８０ｎｍ）をスパッタ成膜した。更に、ＬａＮｉＯ３膜４１ｃ上にＳｒＲｕＯ３膜４１ｄ（膜厚７０ｎｍ）をスパッタ成膜し、下部電極４１を完成させた。ＳｒＲｕＯ３膜のスパッタ成膜時の基板加熱温度は５５０℃とした。また、ＬａＮｉＯ３膜のスパッタ成膜時の基板加熱温度は３００℃とした。
【００４９】
次に、下部電極４１上に圧電体薄膜４２を作製するため、Ｐｂ：Ｚｒ：Ｔｉ＝１１０：５３：４７の組成比で調合した溶液を準備した。具体的な前駆体塗布液の合成については、出発材料に酢酸鉛三水和物、イソプロポキシドチタン、イソプロポキシドジルコニウムを用いた。酢酸鉛の結晶水はメトキシエタノールに溶解後、脱水した。化学量論組成に対し鉛量を過剰にしてある。これは熱処理中のいわゆる鉛抜けによる結晶性低下を防ぐためである。
【００５０】
イソプロポキシドチタン、イソプロポキシドジルコニウムをメトキシエタノールに溶解し、アルコール交換反応、エステル化反応を進め、先記の酢酸鉛を溶解したメトキシエタノール溶液と混合することでＰＺＴ前駆体溶液を合成した。このＰＺＴ濃度は０．５モル／ｌにした。この液を用いて、下部電極４１上にスピンコートによりＰＺＴ前駆体を成膜し、成膜後、１２０℃で乾燥させ、５００℃で熱分解処理を行った。
【００５１】
３層目の熱分解処理後に、ＰＺＴ前駆体の結晶化熱処理（温度７５０℃）をＲＴＡ処理（急速熱処理）にて行った。このときＰＺＴの膜厚は２４０ｎｍであった。この工程を計８回（２４層）実施し、圧電体薄膜４２として約２μｍのＰＺＴ膜を得た。
【００５２】
次に、圧電体薄膜４２上に上部電極４３を形成した。具体的には、まず、圧電体薄膜４２上に導電性酸化物膜ＳｒＲｕＯ３膜（膜厚４０ｎｍ）をスパッタ成膜した。スパッタ成膜時の基板温度は３００℃とした。その後ＲＴＡ処理にて酸素雰囲気中で５５０℃／３００ｓのポストアニール処理をした。その後、金属膜白金膜（膜厚６０ｎｍ）をスパッタ成膜し、上部電極４３を完成させた。
【００５３】
その後、東京応化社製フォトレジスト（ＴＳＭＲ８８００）をスピンコート法で成膜し、通常のフォトリソグラフィ法でレジストパターンを形成した後、ＩＣＰエッチング装置を用いて圧電体薄膜素子４０を所定形状に加工（パターニング）した。
【００５４】
次に、所定形状に加工された圧電体薄膜素子４０の断面（下部電極４１、圧電体薄膜４２、上部電極４３の各々の断面）に、ＡＬＤ法のプロセスを用いてＡｌ２Ｏ３の酸化物層からなる保護層を形成した。保護層は、圧電体薄膜素子４０の断面部分を湿度等の駆動環境から遮蔽する目的で配置する層である。保護層の厚さは、３０〜１００ｎｍ程度とすると好適である。
【００５５】
次に、圧電体薄膜素子４０上に層間絶縁層を形成した。層間絶縁層は、圧電体薄膜素子４０上に積層される配線電極と圧電体薄膜素子４０の下部電極４１及び上部電極４３とのコンタクトのための絶縁層として用いられる。層間絶縁層の材料として酸化物や窒化物或いはこれらの混合物等を用い、層間絶縁層の厚さを３００〜７００ｎｍ程度とすると好適である。
【００５６】
層間絶縁層を形成後、圧電体薄膜素子４０上に積層される配線電極と圧電体薄膜素子４０の下部電極４１及び上部電極４３とのコンタクトのためのスルーホールを形成した。スルーホールは、フォトリソグラフィを用いた後エッチングを行い形成した。残ったレジストは、酸素プラズマによるアッシング等を行い除去した。
【００５７】
配線電極層は、圧電体薄膜素子４０の個別の電極及び共通電極の取り出し用であるため、下部電極４１及び上部電極４３の各々の材料とオーミックなコンタクトが取れる材料を選択して成膜する。具体的には、配線電極層としては、純Ａｌ又はＡｌに数ａｔｏｍｉｃ％のＳｉ等のヒーロック形成阻止成分を含有させた配線材料を用いた。
配線電極層として、導電性の点から、Ｃｕを主成分とした半導体用の配線材料を用いてもよい。配線電極層の厚さは、引き回し距離による抵抗分も考慮した、圧電体薄膜素子４０の駆動に支障の無い配線抵抗となる様に設定する。具体的には、Ａｌ系配線なら約１μｍの膜厚とする。
【００５８】
このように、配線電極層は、フォトリソグラフィの技術を用いて所望の形状に形成する。残ったレジストは、酸素プラズマによるアッシング等を行い除去する。配線材料層は、電気的接続に必要な部分を除き耐環境性確保のために、酸化物または窒化物の保護層により被覆することが好ましい。以上により、圧力室２１の加工、ノズル板１０の接着等を除く、液滴吐出ヘッド１が完成した。
【００５９】
＜実施例２＞
ＳｒＲｕＯ３膜４１ｄの膜厚を６０ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様に圧電体薄膜素子を作製した。
【００６０】
＜実施例３＞
ＳｒＲｕＯ３膜４１ｄの膜厚を８０ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様に圧電体薄膜素子を作製した。
【００６１】
＜実施例４＞
密着層４１ａをＴｉに変更したこと以外は、実施例１と同様に圧電体薄膜素子を作製した。なお、ＲＴＡ処理を行っていない。
【００６２】
＜実施例５＞
密着層４１ａをアルミナ膜に変更したこと以外は、実施例１と同様に圧電体薄膜素子を作製した。アルミナ膜をＡＬＤ法にて成膜した。
【００６３】
＜比較例１＞
ＳｒＲｕＯ３膜４１ｄの膜厚を５０ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様に圧電体薄膜素子を作製した。
【００６４】
＜比較例２＞
ＳｒＲｕＯ３膜４１ｄの膜厚を９０ｎｍとしたこと以外は、実施例１と同様に圧電体薄膜素子を作製した。
【００６５】
＜比較例３＞
ＳｒＲｕＯ３膜４１ｄを除いたこと以外は、実施例１と同様に圧電体薄膜素子を作製した。
【００６６】
＜比較例４＞
ＬａＮｉＯ３膜４１ｃを除いたこと以外は、実施例１と同様に圧電体薄膜素子を作製した。
【００６７】
＜比較例５＞
ＳｒＲｕＯ３膜４１ｄをＩＴＯ膜にしたこと以外は、実施例１と同様に圧電体薄膜素子を作製した。
【００６８】
実施例１、２、３、比較例１、２で作製した圧電体薄膜素子について、プロセス過程において、ＳｒＲｕＯ３膜４１ｄをＬＰＣＶＤにて成膜した直後に、日本ビーコ社製  ＮａｎｏＳｃｏｐｅ  IIIａＡＦＭを用いて表面粗さについて評価を行った。この表面粗さは算術平均粗さである。
【００６９】
ＡＦＭ測定において、測定モードはタッピングモード、測定範囲は３μｍ×３μｍ、走査速度は１Ｈｚとした。作製した圧電体薄膜素子を用いて電気特性、電気機械変換能（圧電定数）の評価を行った。電気機械変換能は電界印加（１５０ｋＶ／ｃｍ）による変形量をレーザードップラー振動計で計測し、シミュレーションによる合わせ込みから算出した。初期特性を評価した後に、図１に示した液滴吐出ヘッド３０を作製し、耐久性(１０１０回繰り返し印可電圧を加えた直後の特性)評価を実施した。
これらの詳細結果を表１にまとめた。
【００７０】
【表１】
2014183076.tif 000003
【００７１】
実施例１、２、３、比較例１については、初期特性、耐久性試験後の結果についても一般的なセラミック焼結体と同等の特性を有していた。
１０１０回後すなわち１０１０回繰り返し印加電圧を加えた耐久性試験直後のＶｊ特性においては、実施例１〜３に比べて、比較例１は１０％以上劣化していることが確認され、耐久性で劣っており、ＮＧと判断した。比較例１ではＳＲＯの膜厚が５０ｎｍであるため、経時的な圧電性能が劣化を抑制するための欠損酸素成分の補給源としての効果が不充分であった。
一方、比較例２については、１０１０回後すなわち１０１０回繰り返し印加電圧を加えた耐久性試験、言い換えると劣化試験直後の特性においては、劣化試験中に電極リークが発生し、途中で評価が出来なくなってしまった。
実施例１、２、３、比較例１、２とのこのような特性の比較から、ＳＲＯの膜厚は６０〜８０ｎｍの範囲であることが好ましいことが分かった。また、ＳＲＯの算術表面粗さが１５ｎｍ以下であることが好ましいことが分かった。
【００７２】
実施例１〜５、比較例１〜５で作製した圧電体薄膜素子を用いて、図１に示した液滴吐出ヘッド３０を作製し液の吐出評価を行った。粘度を５ｃｐに調整したインクを用いて、単純Ｐｕｓｈ波形により−１０〜−３０Ｖの印可電圧を加えたときの吐出状況を確認したところ、全てどのノズル孔からも吐出されていることを確認した。
表２に、この場合の耐久性試験後液滴速度Ｖjの劣化率を示す。
【００７３】
【表２】
2014183076.tif 000004
【００７４】
１０１０回後すなわち１０１０回繰り返し印加電圧を加えた耐久性試験直後のＶｊ特性においては、実施例１〜５、比較例４、に比べて、比較例１、２、３、５は、１０％以上劣化しているのが確認され、耐久性で劣っており、ＮＧと判断した。下部電極構成が適切でないために、液滴速度Ｖjの劣化が大きいものとなった。実施例１〜５では、比較例１、２、３、５に比べ、液滴劣化が少なくすることができており、耐久試験として良好な結果を示した。一方、比較例４については、若干初期特性としては劣る。
【００７５】
（実施例６）
図１に示す構造において、圧電体薄膜素子を構成した。製造方法は液室部分の加工とノズル板の接着を追加している。液室を持った構造の圧電体薄膜素子においても良好な特性を得ることができた。
【００７６】
（実施例７）
第２の実施の形態では、複数の電気機械変換素子を有する液滴吐出ヘッドの例を示す。図３は、第２の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを例示する分解斜視図である。図３を参照するに、液滴吐出ヘッド２は、大略すると、第１基板５０と、第２基板６０と、ノズル板７０とを有する。
【００７７】
第１基板５０は、第２基板６０の電気機械変換素子等を保護する保護基板であり、インク液を供給するための液供給路５１等を備えるように構成されている。第１基板５０は、第２基板６０と熱膨張係数が大きく違わない材料を用いることが好ましく、第１基板５０は、例えばガラス基板等を用いて形成される。液供給路５１は、例えばサンドブラストにより形成されるが、例えばレーザ加工等で形成してもよく、基板の材料によって機械加工やエッチング加工等によって形成してもよい。
【００７８】
第２基板６０は、例えばシリコン単結晶基板からなり、インク液の流路が形成された流路形成基板である。又、第２基板６０は、インク液が収容される空間（空隙）部としての複数の圧力室６１と、各圧力室６１に対応した部分に形成された複数の電気機械変換素子４０と、各電気機械変換素子４０を駆動する駆動回路（図示せず）等が形成されたフレキシブル基板６２と、液供給路５１に対応した部分に形成された共通液室６３と、各圧力室６１と共通液室６３とを連通する複数の連通路６４等を備えるように構成されている。なお、第２基板６０と第１基板５０とは、例えば、エポキシ系やポリイミド系の接着剤等により接着されている。
【００７９】
ノズル板７０は、インク液滴を吐出する複数のノズル孔７１等を有している。ノズル板７０は、例えば厚さ３０μｍ程度のステンレス等を用いて、プレス加工によりノズル孔７１を開口した後、液の出口側の面に、撥液膜としてフッ素系の樹脂を蒸着にて成膜している。なお、ノズル板７０には、例えばガラスセラミックス、シリコン単結晶基板等を用いてもよい。ノズル板７０と第２基板６０とは、例えば、エポキシ系やポリイミド系の接着剤等により接着されている。
【００８０】
液滴吐出ヘッド２において、各電気機械変換素子４０を駆動回路により駆動することにより、各ノズル孔７１から独立に液滴を吐出させることができる。
このように、第１の実施の形態で説明した電気機械変換素子４０を複数個用いて、各ノズル孔７１から独立に液滴を吐出させることが可能な液滴吐出ヘッド２を実現できる。液滴吐出ヘッド２は、第１の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００８１】
（実施例８）
次に、本発明に係る液滴吐出ヘッド（以下、インクジェットヘッドと称する）を搭載した液滴吐出装置（以下、インクジェット記録装置と称する）の一例について図４及び図５を参照して説明する。なお、図４は同記録装置の斜視説明図、図５は同記録装置の機構部の側面説明図である。
【００８２】
このインクジェット記録装置は、記録装置本体８１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載した本発明を実施したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部８２等を収納し、装置本体８１の下方部には前方側から多数枚の用紙８３を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい。）８４を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙８３を手差しで給紙するための手差しトレイ８５を開倒することができ、給紙カセット８４或いは手差しトレイ８５から給送される用紙８３を取り込み、印字機構部８２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８６に排紙する。
【００８３】
印字機構部８２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９１と従ガイドロッド９２とでキャリッジ９３を主走査方向に摺動自在に保持し、このキャリッジ９３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本発明に係るインクジェットヘッドからなるヘッド９４を複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交差する方向に配列し、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９３にはヘッド９４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９５を交換可能に装着している。
【００８４】
インクカートリッジ９５は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッドへインクを供給する供給口を、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インクジェットヘッド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、記録ヘッドとしてここでは各色のヘッド９４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個のヘッドでもよい。
【００８５】
ここで、キャリッジ９３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド９１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９２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ９３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ９７で回転駆動される駆動プーリ９８と従動プーリ９９との間にタイミングベルト１００を張装し、このタイミングベルト１００をキャリッジ９３に固定しており、主走査モータ９７の正逆回転によりキャリッジ９３が往復駆動される。
【００８６】
一方、給紙カセット８４にセットした用紙８３をヘッド９４の下方側に搬送するために、給紙カセット８４から用紙８３を分離給装する給紙ローラ１０１及びフリクションパッド１０２と、用紙８３を案内するガイド部材１０３と、給紙された用紙８３を反転させて搬送する搬送ローラ１０４と、この搬送ローラ１０４の周面に押し付けられる搬送コロ１０５及び搬送ローラ１０４からの用紙８３の送り出し角度を規定する先端コロ１０６とを設けている。搬送ローラ１０４は副走査モータ１０７によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００８７】
そして、キャリッジ９３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１０４から送り出された用紙８３を記録ヘッド９４の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材１０９を設けている。この印写受け部材１０９の用紙搬送方向下流側には、用紙８３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１１１、拍車１１２を設け、さらに用紙８３を排紙トレイ８６に送り出す排紙ローラ１１３及び拍車１１４と、排紙経路を形成するガイド部材１１５，１１６とを配設している。
【００８８】
記録時には、キャリッジ９３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド９４を駆動することにより、停止している用紙８３にインクを吐出して１行分を記録し、用紙８３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、用紙８３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用紙８３を排紙する。
【００８９】
また、キャリッジ９３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、ヘッド９４の吐出不良を回復するための回復装置１１７を配置している。回復装置１１７は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９３は印字待機中にはこの回復装置１１７側に移動されてキャッピング手段でヘッド９４をキャッピングされ、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。
【００９０】
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でヘッド９４の吐出口（ノズル）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し、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。
【００９１】
このように、このインクジェット記録装置においては、電極層の剥離が生じない為、駆動不良による液滴（インク滴）の吐出不良がなく、安定した液滴（インク滴）の吐出特性が得られて、画像の抜け等もなく画像品質が向上する。
なお、本発明は、液滴吐出装置としては直接的には印刷分野、特にデジタル印刷分野・液滴吐出装置を具備したインクジェットプリンタ、インクジェット技術を利用する三次元造型技術などに用いることができる。
【符号の説明】
【００９２】
１、２  液滴吐出ヘッド
１０、７０  ノズル板
１１  ノズル
２０  基板
２１、６１  圧力室
３０  振動板
４０  電気機械変換素子
４１  下部電極
４１ａ  密着層
４１ｂ、４３ｂ  金属膜
４１ｃ  ＬａＮｉＯ３膜
４１ｄ  ＳｒＲｕＯ３膜
４２  電気機械変換膜
４３  上部電極
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９３】
【特許文献１】特開２００４−１８６６４６号公報
【特許文献２】特開２００４−２６２２５３号公報
【特許文献３】特開２００３−２１８３２５号公報
【特許文献４】特開２００７−２５８３８９号公報
【特許文献５】特許第３２４９４９６号公報
【特許文献６】特許第３４７２０８７号公報
【特許文献７】特開平１１−１９５７６８号公報
【特許文献８】特開２００５−３１３６２８号公報
【特許文献９】特許４４３１８９１号公報
【図３】
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【図４】
2014183076.tif 000006
【図５】
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【図１】
2014183076.tif 000008
【図２】
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