(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面にノズルを備える振動板を有し、前記第１の面と反対の第２の面に前記振動板と同じ材料で形成された反り低減層を有する基板と、
前記基板の厚み方向に形成され、前記ノズルに連通し、インクを充填する圧力室と、
前記振動板に設けられ圧電体を備える駆動部と、
を有するインクジェットヘッド。
【請求項２】
第１の面に開口を備える振動板を有し、前記第１の面と反対の第２の面に前記振動板と同じ材料で形成された反り低減層を有する基板と、
前記基板の厚み方向に形成され、前記開口に連通し、インクを充填する圧力室と、
前記振動板に設けられ圧電体を備える駆動部と、
前記振動板上で、前記駆動部と前記開口の内周面とを覆い、前記圧力室に連通するノズルを備える保護層と、
を有するインクジェットヘッド。
【請求項３】
第１の面にノズルを備える振動板を有し、前記第１の面と反対の第２の面に前記振動板と同じ膜厚で形成された反り低減層を有する基板と、
前記基板の厚み方向に形成され、前記ノズルに連通し、インクを充填する圧力室と、
前記振動板に設けられ圧電体を備える駆動部と、
を有するインクジェットヘッド。
【請求項４】
第１の面に開口を備える振動板を有し、前記第１の面と反対の第２の面に前記振動板と同じ膜厚で形成された反り低減層を有する基板と、
前記基板の厚み方向に形成され、前記開口に連通し、インクを充填する圧力室と、
前記振動板に設けられ圧電体を備える駆動部と、
前記振動板上で、前記駆動部と前記開口の内周面とを覆い、前記圧力室に連通するノズルを備える保護層と、
を有するインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記振動板及び前記反り低減層は、熱酸化膜であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドから前記インクが吐出される位置に記録媒体を搬送する搬送部とを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動板上に、インクを吐出するノズル、圧電素子及びアクチュエータを備えるインクジェットヘッドがある。他方、インクジェットヘッドは、全長に渡りノズルから吐出するインクの着弾位置精度を均等に保持する必要性がある。そのために、インクジェットヘッドの全長に渡りノズルからのインクの吐出角度を同じにし、ノズルから吐出するインクの着弾位置精度を均等に保持する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−５９９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明の目的は、インクジェットヘッドの全長に渡りノズルからのインクの吐出角度を同じにし、ノズルから吐出するインクの着弾位置精度を均等に保持して、印字精度の高いインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するために、実施形態のインクジェットヘッドは、第１の面にノズルを備える振動板を有し、前記第１の面と反対の第２の面に前記振動板と同じ材料で形成された反り低減層を有する基板と、前記基板の厚み方向に形成され、前記ノズルに連通し、インクを充填する圧力室と、前記振動板に設けられ圧電体を備える駆動部とを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態のインクジェットプリンタを示す概略構成図。
【図２】第１の実施形態のインクジェットヘッドを示す概略分散斜視図。
【図３】図２のＡ−Ａ´線におけるインクジェットヘッドの概略断面図。
【図４】第２の実施形態のインクジェットヘッドを示す概略断面図。
【図５】第３の実施形態のインクジェットヘッドを示す概略断面図。
【図６】第４の実施形態のインクジェットヘッドを示す概略断面図。
【図７】第５の実施形態のインクジェットヘッドを示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下実施形態について説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
第１の実施形態のインクジェット記録装置について図１乃至図３を参照して説明する。図１はインクジェット記録装置であるインクジェットプリンタ１０の一例を示す。図１に示すインクジェットプリンタ１０は、記録媒体である記録紙Ｐを搬送しながら画像形成等の各種処理を行う。インクジェットプリンタ１０は、外郭を構成する筐体１０ａ、給紙カセット１１、排紙トレイ１２、保持ローラ１３、搬送部である給紙搬送部１４、反転部１６及び排紙搬送部１７を備える。インクジェットプリンタ１０は、保持ローラ１３の周囲に保持装置１８、画像形成部２０、剥離装置２１及びクリーニング装置２２を備える。
【０００９】
給紙カセット１１は、プリント前の記録紙Ｐを収容する。排紙トレイ１２は画像形成後に筐体１０ａから排紙される記録紙Ｐを収容する。給紙搬送部１４は、給紙カセット１１から取り出した記録紙Ｐを保持ローラ１３に給紙する。
【００１０】
保持ローラ１３は、導体であるたとえばアルミニウムの円筒フレーム１３ａの表面に、薄い絶縁層１３ｂを供える。円筒フレーム１３ａは接地される。保持ローラ１３は、表面に記録紙Ｐを保持した状態で矢印ｓ方向に回転して、記録紙Ｐを搬送する。保持装置１８は、記録紙Ｐを保持ローラ１３に押圧する押圧ローラ１８ａと、帯電による静電気力で記録紙Ｐを保持ローラ１３に吸着させる帯電ローラ１８ｂを備える。
【００１１】
画像形成部２０は、例えばインクジェットヘッド２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋを備える。インクジェットヘッド２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋは、それぞれシアン、マゼンダ、イエロ、ブラックのインクを吐出して、保持ローラ１３表面に保持される記録紙Ｐに、所望の画像をプリントする。
【００１２】
剥離装置２１は、除電チャージャ２１ａと剥離爪２１ｂを備える。剥離チャージャ２１ａは、記録紙Ｐに電荷を供給して記録紙Ｐを除電する。剥離爪２１ｂは、記録紙Ｐを保持ローラ１３の表面から剥離する。プリントを終了していれば、剥離装置２１は、保持ローラ１３から剥離した記録紙Ｐを、排紙搬送部１７により排紙トレイ１２に排紙する。両面プリントする場合は、剥離装置２１は、保持ローラ１３から剥離した記録紙Ｐを、反転部１６で反転し、再び保持ローラ１３に供給する。反転部１６は、例えば記録紙Ｐの前後方向を逆にスイッチバックさせる反転経路１６ａを備え、保持ローラ１３から剥離した記録紙Ｐを反転する。クリーニング装置２２は、保持ローラ１３表面をクリーニングする。
【００１３】
画像形成部２０のインクジェットヘッド２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋについて述べる。インクジェットヘッド２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋはそれぞれ使用するインクが異なるものの同じ構成である。したがってシアンのインクジェットヘッド２０Ｃについて詳述し、マゼンダ、イエロ、ブラックのインクジェットヘッド２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋについては説明を省略する。
【００１４】
インクジェットヘッド２０Ｃは、記録紙Ｐの搬送方向と直交する方向に延びる細長い形状を有する。インクジェットヘッド２０Ｃは、図２及び図３に示すように、ノズルプレート１００、圧力室構造体２００及びインク流路構造体３００を備える。インクジェットヘッド２０Ｃは、インクタンク２３、制御部２４に接続する。
【００１５】
インクジェットヘッド２０Ｃは、インクタンク２３から供給されるインクを、インク流路構造体３００を介して圧力室構造体２００の圧力室２１０に充填する。インクジェットヘッド２０Ｃは、圧力室２１０のインクを、ノズルプレート１００に形成される複数のノズル１１０から、インク滴としてそれぞれ吐出して、記録紙Ｐに画像を形成する。複数のノズル１１０は、ノズルプレート１００に例えば二列に配列される。ノズルプレート１００の隣接するノズル１１０の中心間距離を、たとえば長手方向において３４０μｍとし、短手方向において２４０μｍとする。
【００１６】
インク流路構造体３００は、インク供給口３１０、インク流路３２０及びインク排出口３３０を備える。インク流路構造体３００は、インク供給口３１０に供給されインク流路３２０から圧力室２１０に流入し、インク流路３２０内のインクをインク排出口３３０からインクタンク２３に排出する。インクジェットヘッド２０Ｃは、インクタンク２３とインク流路３２０との間でインクを循環して、インクの温度を一定に保ち、熱によるインクの変質を抑制する。
【００１７】
ノズルプレート１００は、振動板１２０上に、駆動部である駆動素子１３０、保護層である保護膜１４０及び撥インク膜１５０を備える。振動板１２０は、面状の駆動素子１３０の動作により厚み方向に変形する。インクジェットヘッド２０Ｃは、振動板１２０の変形により圧力室構造体２００の圧力室２１０内に発生する圧力変化によって、ノズル１１０に供給されたインクを吐出する。
【００１８】
振動板１２０は、例えば圧力室構造体２００と一体に形成される。圧力室構造体２００を製造するためのシリコンウエハ２０１を酸素雰囲気で加熱処理すると、シリコンウエハ２０１の表面にＳｉＯ２（酸化シリコン）膜が形成される。振動板１２０は、酸素雰囲気で加熱処理して形成されるシリコンウエハ２０１表面の厚さ４μｍのＳｉＯ２（酸化シリコン）膜を用いる。振動板１２０は、シリコンウエハ２０１表面にＣＶＤ法（化学的気相成膜法）でＳｉＯ２（酸化シリコン）膜を成膜して形成しても良い。
【００１９】
振動板１２０の膜厚は、１〜５０μｍの範囲が好ましい。振動板１２０は、ＳｉＯ２（酸化シリコン）膜に代えて、ＳｉＮ（窒化シリコン）等の半導体材料、或いは、Ａｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）等を用いることもできる。
【００２０】
駆動素子１３０は、各ノズル１１０毎に複数在り、圧電体である圧電体膜１３２をはさんで下部電極１３１及び上部電極１３３を備える。駆動素子１３０は、下部電極１３１と、上部電極１３３とを絶縁する絶縁膜１３４を備える。下部電極１３１を例えば共通電極とした場合、上部電極１３３を駆動素子１３０毎の配線電極とする。上部電極１３３を共通電極とし、下部電極１３１を配線電極としても良い。駆動素子１３０は、ノズル１１０を囲む円環状である。駆動素子１３０の形状は限定されず、例えば円環の一部を切り欠いたＣ字状でも良い。
【００２１】
下部電極１３１は、円形の複数のノズル１１０と同軸の円形の複数の電極部１３１ａをそれぞれ備える。例えば、ノズル１１０の直径を２０μｍとし、電極部１３１ａの外径を１７２μｍとする。電極部１３１ａの内径は例えば４２μｍとする。下部電極１３１は、複数の電極部１３１ａを接続し、ノズルプレート１００の短手方向に伸びる配線部１３１ｂを備え、配線部１３１ｂ端部に二つの端子部１３１ｃを備える。
【００２２】
駆動素子１３０は、電極部１３１ａ上に例えば厚さ１μｍの圧電性材料である、ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３：チタン酸ジルコン酸鉛）からなる圧電体膜１３２を備える。圧電体膜１３２は、例えばノズル１１０と同軸であって、電極部１３１ａより大きい外径が１７６μｍであって内径が３８μｍの円環状である。圧電体膜１３２の膜厚は、概ね１〜５μｍの範囲となる。圧電体膜１３２は、例えばＰＴＯ（ＰｂＴｉＯ３：チタン酸鉛）、ＰＭＮＴ（Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３）、ＰＺＮＴ（Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３）、ＺｎＯ、ＡｌＮ等の圧電材料を用いることもできる。
【００２３】
圧電体膜１３２は、厚み方向に分極を発生する。分極と同じ方向の電界を圧電体膜１３２に印加すると、圧電体膜１３２は、電界方向と直交する方向に伸縮する。言い換えると、圧電体膜１３２は、膜厚に対して直交する方向に収縮し或いは伸長する。
【００２４】
駆動素子１３０の上部電極１３３は、圧電体膜１３２上にノズル１１０と同軸であって、圧電体膜１３２より大きい円形の電極部１３３ａを備える。電極部１３３ａを、例えば外径１８０μｍ、内径を３４μｍに形成する。上部電極１３３は、各電極部１３３ａから例えばノズルプレート１００の短手方向に伸びる複数の配線部１３３ｂと、配線部１３３ｂ端部の端子部１３３ｃを備える。複数の端子部１３３ｃは、下部電極１３１の二つの端子部１３１ｃの間に並んで配置される。制御部２４は、配線部１３３ｂへの電圧のオン／オフを制御する。
【００２５】
下部電極１３１は、例えばスパッタリング法によりＴｉ（チタン）とＰｔ（白金）を積層して厚さ０．５μｍに形成する。下部電極１３１の膜厚は、概ね０．０１〜１μｍの範囲となる。下部電極１３１は、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ａｕ（金）等の他の材料を使用できる。下部電極１３１は、各種金属を積層して使用することもできる。
【００２６】
上部電極１３３は、Ｐｔ薄膜で形成した。薄膜の成膜はスパッタリング法を用い、膜厚０．５μｍとした。上部電極１３３の他の電極材料として、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｕなどを利用することも可能である。他の成膜法として、蒸着、鍍金を用いることも可能である。複数の配線電極１０３の望ましい膜厚は０．０１から１μｍである。
【００２７】
絶縁膜１３４は、下部電極１３１と圧電体膜１３２上に部分的に形成される。絶縁膜１３４は、例えば、厚さ０．２μｍのＳｉＯ２（酸化シリコン）を用いる。
【００２８】
ノズルプレート１００は、駆動素子１３０を保護する例えばポリイミドの保護膜１４０を備える。保護膜１４０は、振動板１２０のノズル１１０に連通するインク通過部１４１を備える。インク通過部１４１は、振動板１２０のノズル１１０の直径と同じ２０μｍである。
【００２９】
保護膜１４０は、他の樹脂またはセラミックス等の他の絶縁性の材料を利用することもできる。他の樹脂として、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、オイルエーテルサルフォン等がある。セラミックスとして、例えばジルコニア、炭化シリコン、窒化シリコン等がある。保護膜１４０の膜厚は、概ね３〜５０μｍの範囲にある。
【００３０】
更に保護膜１４０の材料選択においては、振動板１２０の材料とヤング率が大きく異なる、即ち振動板１２０と保護膜１４０のヤング率の差が大きい材料が望ましい。板形状の変形量は、板材料のヤング率と板厚が影響する。同じ力がかかった場合でも、ヤング率が小さい程、板厚が薄い程変形が大きい。実施形態においては、振動板１２０のＳｉＯ２膜のヤング率は８０．６ＧＰａ、保護膜１４０のポリイミド膜のヤング率は１０．９ＧＰａであり、ヤング率は６９．７ＧＰａの差がある。この理由について説明する。
【００３１】
本実施の形態のインクジェットヘッド２０Ｃは、駆動素子１３０が振動板１２０と保護膜１４０に挟まれた構造となり、駆動素子１３０に電界をかけて駆動素子１３０が電界方向と直交する方向に伸びた場合、振動板１２０は圧力室２１０側に対して凹形状に変形する力が負荷される。反対に、保護膜１４０は圧力室２１０側に対して凸形状に変形する力が負荷される。駆動素子１３０が電界方向と直交する方向に縮んだ場合は、振動板１２０は圧力室２１０側に対して凸形状、保護膜１４０は圧力室２１０側に対して凹形状に変形する力が負荷される。即ち、駆動素子１３０が電界方向と直交する方向に伸縮すると、振動板１２０と保護膜１４０は正反対の向きに変形する力が負荷される。それ故、振動板１２０と保護膜１４０の膜厚とヤング率が同じ場合、駆動素子１３０に電圧印加しても、振動板１２０と保護膜１４０は正反対の方向に同じ量変形する力が負荷されるため、ノズルプレート１００が変形しないので、インク吐出しない。
【００３２】
本実施の形態においては、保護膜１４０のポリイミド膜の方が、振動板１２０のＳｉＯ２膜よりヤング率が小さいため、同じ力に対して保護膜１４０の方が変形量は大きくなる。本実施の形態の構造においては、駆動素子１３０が電界方向と直交する方向に伸びた場合、ノズルプレート１００は圧力室２１０側に対して凸形状に変形して、圧力室２０１の容積が縮まる（保護膜１４０が圧力室２１０側に対して凸形状に変形する量の方が大きいため）。反対に、駆動素子１３０が電界方向と直交する方向に縮んだ場合は、ノズルプレート１００は圧力室２１０側に対して凹形状に変形して、圧力室２０１の容積が広がる（保護膜１４０が圧力室２１０側に対して凹形状に変形する量の方が大きいため）。
【００３３】
駆動素子１３０への電圧の印加により、振動板１２０は変形して圧力室２１０の容積を変化させる。圧力室２１０の容積が拡大すると、圧力室２１０内のインクに負圧を生じ、インク流路３２０から圧力室２１０にインクが流入する。圧力室２１０の容積が縮小すると、圧力室２１０内のインクは、加圧されてノズル１１０から吐出する。
【００３４】
振動板１２０と保護膜１４０のヤング率の差が大きい程、同じ電圧をアクチュエータに印加した時、振動板の変形量の差が大きくなる。そのため、振動板１２０と保護膜１４０のヤング率の差が大きい方が、より低い電圧条件にてインク吐出が可能となる。
【００３５】
尚、上述したように、板形状の変形量は、板材料のヤング率だけでなく、板厚も影響する。そのため、振動板１２０と保護膜１４０の変形量に差をつける場合は、材料のヤング率だけでなく、それぞれの膜厚も考慮する必要がある。振動板１２０と保護膜１４０の材料のヤング率が同じでも、膜厚に違いがあれば、高電圧条件下ではあるが、インク吐出可能である。
【００３６】
その他、保護膜１４０の材料選択においては、耐熱性、絶縁性（導電率の高いインクを使用時に駆動素子１３０を駆動時に、上部電極１３３と接触することによるインク変質の影響を考慮）、熱膨張係数、平滑性、インクに対する濡れ性も考慮して行っている。
【００３７】
ノズルプレート１００は、保護膜１４０を覆う撥インク膜１５０を備える。撥インク膜１５０は、インクをはじく特性のある例えばシリコーン系樹脂をスピンコーティングして形成される。撥インク膜１５０は、フッ素含有樹脂等のインクをはじく特性を有する材料で形成することもできる。撥インク膜１５０スピンコートした場合の、駆動素子１３０以外の領域の撥インク膜１５０の厚さは、例えば１μｍである。
【００３８】
シリコンウエハ２０１を用いて形成される、厚さ５２５μｍの圧力室構造体２００は、振動板１２０と対向する面に、反り低減層である反り低減膜２２０を備える。圧力室構造体２００は、反り低減膜２２０を貫通して振動板１２０位置に達し、ノズル１１０と連通する圧力室２１０を備える。圧力室２１０の振動板１２０が配置される側を第１の面とし、反り低減膜２２０が配置される側を第２の面とする。
【００３９】
圧力室構造体２００の反り低減膜２２０側には例えばエポキシ系接着剤によりインク流路構造体３００が接着される。圧力室構造体２００の圧力室２１０は、反り低減膜２２０側で、インク流路構造体３００のインク流路３２０に連通する。圧力室２１０は、例えばノズル１１０と同軸上に位置する直径２４０μｍの円形に形成される。圧力室２１０の形状、及びサイズは限定されない。
【００４０】
但し第１の実施形態のように、圧力室２１０とインク流路３２０との間に圧力室２１０より穴径の小さいインク供給孔が形成されたセパレートプレートを備えない場合は、圧力室２１０の幅方向のサイズＤより、深さ方向のサイズＬを大きくすることが好ましい。深さ方向のサイズＬ＞幅方向のサイズＤとすることにより、ノズルプレート１００の振動板１２０の振動により、圧力室２１０内のインクにかかる圧力が、インク流路３２０に逃げるのを遅らせる。尚、インクジェットヘッド２０Ｃは、圧力室２１０とインク流路３２０との間にセパレートプレートを備えて、圧力室２１０内のインクにかかる圧力が、インク流路３２０に逃げないようにする構造でも良い。
【００４１】
反り低減膜２２０は、例えば圧力室構造体２００を製造するためのシリコンウエハ２０１を酸素雰囲気で加熱処理して、シリコンウエハ２０１の表面に形成される厚さ４μｍのＳｉＯ２（酸化シリコン）膜を用いる。反り低減膜２２０は、シリコンウエハ２０１の表面にＣＶＤ法（化学的気相成膜法）でＳｉＯ２（酸化シリコン）膜を成膜して形成しても良い。反り低減膜２２０は、インクジェットヘッド２０Ｃに生じる反りを低減する。
【００４２】
一般にインクジェットヘッドは、例えば成膜プロセスを用いて基板にインクジェットヘッドの構成部材を作成する場合に、反りを生じる恐れがある。インクジェットヘッドの反りは、基板である例えばシリコンウエハと構成部材の膜応力が異なる場合に、基板の片面のみに構成部材を形成すると、生じる恐れがある。インクジェットヘッドの反りは、構成部材の膜厚が大きいほど反り量が大きくなる。
【００４３】
インクジェットヘッドに反りが生じると、インクジェットヘッドの長手方向の両側にあるノズルからのインクの吐出角度（吐出方向）が所望する方向に対してずれる恐れがある。インクの吐出角度がずれた場合、インクの着弾位置がずれて、インクジェットヘッドの印字精細度が低下して画質低下を生じるおそれがある。
【００４４】
また、インクジェットヘッドに反りが生じた場合に、力により強制的に反りを補正すると、インクジェットヘッド内に応力歪が残る。このためインクジェットヘッドを使用する間には、インクジェットヘッド内の応力歪が開放されて、インクジェットヘッドに亀裂を生じて破損する恐れがある。
【００４５】
更に、インクジェットヘッドの製造時にあっては、基板が反っていると、基板の装置への固定不良による不具合を生じることもある。
【００４６】
反り低減膜２２０は、シリコンウエハ２０１の振動板１２０側と対向する側にあって、シリコンウエハ２０１の反りを低減する。反り低減膜２２０は、圧力室構造体２００と振動板１２０との膜応力の違い更には、駆動素子１３０の各種構成膜の膜応力の違い等によるシリコンウエハ２０１の反りを低減する。反り低減膜２２０は、成膜プロセスを用いてインクジェットヘッド２０Ｃの構成部材を作成する場合に、インクジェットヘッド２０Ｃが反るのを低減する。
【００４７】
反り低減膜２２０の材料及び膜厚等は振動板１２０と異なるものであっても良い。但し、反り低減膜２２０を振動板１２０と同じ材料で同じ膜厚とすれば、シリコンウエハ２０１両面にての振動板１２０との膜応力の違いと反り低減膜２２０との膜応力の違いは同じになる。反り低減膜２２０を振動板１２０と同じ材料で同じ膜厚とすれば、インクジェットヘッド２０Ｃに生じる反りをより効果的に低減する。
【００４８】
インクジェットヘッド２０Ｃの製造方法の一例について述べる。インクジェットヘッド２０Ｃは、先ず圧力室構造体２００を形成するためのシリコンウエハ２０１両面の全面に、ＳｉＯ２（酸化シリコン）膜を成膜する。シリコンウエハ２０１の一方の面に形成したＳｉＯ２（酸化シリコン）膜を振動板１２０として用いる。シリコンウエハ２０１の他方の面に形成したＳｉＯ２（酸化シリコン）膜を反り低減膜２２０として用いる。
【００４９】
例えばバッチ式の反応炉を用いて、酸素雰囲気で加熱処理する熱酸化法によって、例えば円板状のシリコンウエハ２０１の両面にＳｉＯ２（酸化シリコン）膜を成膜する。
【００５０】
成膜プロセスにより、円板状のシリコンウエハ２０１に複数個のノズルプレート１００及びノズルプレート１００と一体の圧力室２１０を形成する。ノズルプレート１００及び圧力室２１０を形成後、円板状のシリコンウエハ２０１を切って、ノズルプレート１００と一体の、複数の圧力室構造体２００に分離する。円板状のシリコンウエハ２０１を用いて、複数個のインクジェットヘッド２０Ｃを一度に量産できる。シリコンウエハ２０１は円板状でなくても良い。１枚の矩形のシリコンウエハ２０１を用いて、一体のノズルプレート１００と圧力室構造体２００とを個別に形成しても良い。
【００５１】
シリコンウエハ２０１に形成される振動板１２０を、エッチングマスクを用いてパターニングしてノズル１１０を形成する。パターニングは、エッチングマスクの材料として、感光性レジストを用いる。振動板１２０表面に感光性レジストを塗布後、露光及び現像して、ノズル１１０に相当する開口部をパターニングしたエッチングマスクを形成する。エッチングマスク上から振動板１２０を圧力構造体２００に達するまでドライエッチングして、ノズル１１０を形成する。振動板にノズル１１０を形成後、例えば剥離液を用いてエッチングマスクを除去する。
【００５２】
次にノズル１１０が形成された振動板１２０の表面に、ノズル１１０、駆動素子１３０、保護膜１４０および撥インク膜１５０を形成する。ノズル１１０、駆動素子１３０、保護膜１４０および撥インク膜１５０の形成は、成膜工程と、パターニングする工程を繰り返す。成膜工程は、スパッタリング法或いはＣＶＤ法等により行う。パターニングは、例えば感光性レジストを用いて膜上にエッチングマスクを形成し、膜材料をエッチングした後、エッチングマスクを除去することで行う。
【００５３】
振動板１２０に、下部電極１３１の材料として、膜厚０．４５μｍのＴｉ（チタン）膜と膜厚０．０５μｍのＰｔ（白金）膜をスパッタリング法により順に成膜する。Ｔｉ（チタン）及びＰｔ（白金）膜は、蒸着法或いは鍍金により形成しても良い。成膜したＴｉ（チタン）及びＰｔ（白金）上に電極部１３１ａ、配線部１３１ｂ及び端子部１３１ｃを残すエッチングマスクを作る。エッチングマスク上からエッチングをして、Ｔｉ（チタン）及びＰｔ（白金）の膜を除去し、下部電極１３１を形成する。
【００５４】
下部電極１３１を形成した振動板１２０上に、圧電体膜１３２の材料として、膜厚１μｍのＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３：チタン酸ジルコン酸鉛）膜を基板温度３５０℃にてＲＦマグネトロンスパッタリング法により成膜する。ＰＺＴ膜を成膜後、５００℃で３時間熱処理することによりＰＺＴ膜は、良好な圧電性能を得る。ＰＺＴ膜は、ＣＶＤ（化学的気相成長法）、ゾルゲル法、ＡＤ（エアロゾルデポジション）法、水熱合成法により形成しても良い。
【００５５】
成膜したＰＺＴ膜上に、圧電体膜１３２を残すエッチングマスクを作る。エッチングマスク上からエッチングをして、ＰＺＴ膜を除去し、圧電体膜１３２を形成する。
【００５６】
圧電体膜１３２を形成した振動板１２０上に、絶縁膜１３４の材料として、膜厚０．２μｍのＳｉＯ２（酸化シリコン）膜を成膜する。ＳｉＯ２（酸化シリコン）膜は、例えばＣＶＤ法により低温成膜して良好な絶縁性を得る。成膜したＳｉＯ２（酸化シリコン）膜をパターニングして絶縁膜１３４を形成する。絶縁膜１３４は、パターニングのばらつきによる不具合を抑制するために、圧電体膜１３２を部分的に覆う。圧電体膜１３２を部分的に覆う絶縁膜１３４は、圧電体膜１３２の変形量を阻害しない程度とした。
【００５７】
絶縁膜１３４を形成した振動板１２０上に、上部電極１３３の材料として、膜厚０．５μｍのＰｔ（白金）膜をスパッタリング法により成膜する。成膜したＰｔ（白金）膜上に電極部１３３ａ、配線部１３３ｂ及び端子部１３３ｃを残すエッチングマスクを作る。エッチングマスク上からエッチングをして、Ｐｔ（白金）の膜を除去し、上部電極１３３を形成する。
【００５８】
上部電極１３３を形成した振動板１２０上に、膜厚４μｍの保護膜１４０の材料であるポリイミド膜を成膜する。ポリイミド膜は、振動板１２０上にポリイミド前駆体を含む溶液をスピンコーティング法により塗布し、ベークによる熱重合及び溶剤を除去して成膜する。成膜したポリイミド膜をパターニングして、インク通過部１４１、下部電極１３１の端子部１３１ｃ及び上部電極１３３の端子部１３３ｃを露出する保護膜１４０を形成する。
【００５９】
保護膜１４０上に、例えばシリコンウエハ２０１のＣＭＰ（化学機械研磨）用の裏面保護テープを、カバーテープとして貼り付けて保護膜１４０を保護し、圧力室構造体２００をパターニングする。シリコンウエハ２０１の反り低減膜２２０上に、圧力室２１０の直径２４０μｍを露出するエッチングマスクを形成し、まず、反り低減膜２２０をＣＦ４（４フッ化カーボン）とＯ２（酸素）の混合ガスによってドライエッチングする。次に、例えばＳＦ６（６フッ化シリコン）とＯ２の混合ガスで、シリコンウエハ専用の垂直深堀ドライエッチングをする。ドライエッチングは、振動板１２０に当接する位置で止め、圧力室構造体２００に圧力室２１０を形成する。
【００６０】
圧力室２１０を形成するエッチングは、薬液を用いるウェットエッチング法、プラズマを用いてのドライエッチング法等で行っても良い。エッチング終了後、エッチングマスクを除去する。圧力室２１０を形成後、圧力室構造体２００の反り低減膜２２０側に、インク流路構造体３００を接着する。
【００６１】
圧力室構造体２００にインク流路構造体３００を接着した後、保護膜１４０上に貼り付けたカバーテープに紫外線を照射して接着性を弱めてから、カバーテープを保護膜１４０から剥がす。
【００６２】
保護膜１４０が形成されず、振動板１２０上で露出される下部電極１３１の端子部１３１ｃ及び上部電極１３３の端子部１３３ｃに電極端子カバーテープを貼る。電極端子カバーテープは、例えば容易に剥がせる樹脂性の粘着テープを用いる。保護膜１４０上に撥インク膜１５０の材料であるシリコーン系樹脂膜を膜厚１μｍにスピンコーティング法により成膜する。
【００６３】
撥インク膜１５０を成膜する間、インク流路構造体３００のインク供給口３１０から陽圧空気を注入する。インク供給口３１０に陽圧空気を注入することにより、インク流路３２０及び圧力室２１０を介してノズル１１０から陽圧空気が排出される。ノズル１１０から陽圧空気を排出しながら撥インク膜１５０を成膜して、ノズル１１０の内周面に撥インク膜１５０の材料が付着するのを抑制する。保護膜１４０上に撥インク膜１５０を成膜後、電極端子カバーテープを剥がし、円板状のシリコンウエハ２０１を切って、複数個のインクジェットヘッド２０Ｃに分離形成する。マゼンダ、イエロ、ブラックのインクジェットヘッド２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋもシアンのインクジェットヘッド２０Ｃと同様に形成する。
【００６４】
夫々に形成したインクジェットヘッド２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋをインクジェットプリンタ１０の画像形成部２０に搭載する。上部電極１３３の端子部１３３ｃを、例えばフレキシブルケーブルを介して制御部２４に接続する。インク流路構造体３００のインク供給口３１０及びインク排出口３３０を、例えばチューブを介してインクタンク２３に接続する。
【００６５】
インクジェットプリンタ１０の給紙カセット１１に記録紙Ｐをセットしてプリントを開始すると、給紙搬送部１４は、保持装置１８と保持ローラ１３間に記録紙Ｐを搬送する。矢印ｓ方向に回転する保持ローラ１３は、保持装置１８に付与された静電気力により記録紙Ｐを画像形成部２０に搬送する。画像形成部２０のインクジェットヘッド２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋは、制御部２４の制御によりそれぞれノズル１１０からインクを吐出して、記録紙Ｐにプリント画像を形成する。
【００６６】
インクジェットヘッド２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋは、反り低減膜２２０を備えていることから、長手方向における反りを低減される。反りを低減されたインクジェットヘッド２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋは、長手方向の両側にあるノズル１１０から、所望する吐出角度でインクを吐出する。インクジェットヘッド２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋのノズル１１０は、長手方向の全長に渡り均等の吐出角度を保持する。インクジェットヘッド２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋによる記録紙Ｐ上のインクの着弾位置は、長手方向の全長に渡り所望する位置を保持する。
【００６７】
反りを低減されたインクジェットヘッド２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋは、画像形成部２０でのプリント時に、長手方向の全長に渡り均等な印字精細度を実現し、良好なプリント画像を実現する。
【００６８】
インクジェットヘッド２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋによるプリント画像形成後、保持ローラ１３は記録紙Ｐを剥離装置２１に搬送する。剥離装置２１により保持ローラ１３から剥離された記録紙Ｐは、プリントを終了していれば、剥離爪２１ｂにより排紙搬送路１７方向に分岐される。排紙搬送路１７は記録紙Ｐを排紙トレイ１２に排紙し、プリント操作を終了する。
【００６９】
記録紙Ｐの裏面にプリントをする場合は、保持ローラ１３から剥離された記録紙Ｐは、剥離爪２１ｂにより反転部１６方向に分岐される。反転部１６で反転された記録紙Ｐは、保持装置１８と保持ローラ１３間に再度搬送され、裏面のプリント終了後、排紙トレイ１２に排紙され、プリント操作を終了する。
【００７０】
第１の実施形態によれば、インクジェットヘッド２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋの夫々の圧力室構造体２００は、振動板１２０と対向する側に反り低減膜２２０を備える。圧力室構造体２００が、反り低減膜２２０を備えることから、成膜プロセスを繰り返して圧力室構造体２００にノズルプレート１００を形成しても、インクジェットヘッド２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋが、長手方向に反るのを低減できる。
【００７１】
反りを低減されたインクジェットヘッド２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋは長手方向の全長に渡りノズル１１０からのインクの吐出角度を均等に得られる。インクジェットヘッド２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋは、長手方向の全長に渡りインクを所望する着弾位置に吐出出来る。インクジェットヘッド２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋは、長手方向の全長に渡り均等な印字精細度を得られ、良好なプリント画像を提供する。
【００７２】
更にインクジェットヘッド２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋの反りを強制的に補正した場合に生じる内部の応力歪により、インクジェットヘッドが破損するのを防止して、インクジェットヘッド２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋの長寿命化を得る。
【００７３】
第１の実施形態の反り低減膜２２０は、振動板１２０と同じ材料であり、同じ膜厚である。圧力室構造体２００と振動板１２０との膜応力の違いと、圧力室構造体２００と反り低減膜２２０との膜応力の違いが同じであり、圧力室構造体２００の両面に生じる膜応力はほぼ同じとなる。反り低減膜２２０と振動板１２０とを同じ材料且つ同じ膜厚とすることにより、インクジェットヘッド２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋが反るのをより確実に低減する。
【００７４】
第１の実施形態では、シリコンウエハ２０１を熱酸化法で処理して、シリコンウエハ２０１の両面にＳｉＯ２（酸化シリコン）膜を得る。シリコンウエハ２０１の一方の面に形成したＳｉＯ２（酸化シリコン）膜を振動板１２０とし、シリコンウエハ２０１の他方の面に形成したＳｉＯ２（酸化シリコン）膜を反り低減膜２２０とする。シリコンウエハ２０１の両面に振動板１２０と反り低減膜２２０とを同時に製造でき、製造工程を簡素化する。
【００７５】
（第２の実施形態）
第２の実施形態のインクジェットヘッド４００を、図４を参照して説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態において、振動板にノズルを形成するのではなく、保護膜にノズルを形成する。第２の実施形態にあって、前述の第１の実施形態で説明した構成と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７６】
図４に示すように、インクジェットヘッド４００のノズルプレート４１０の振動板１２０は、直径ｄ１のノズル４２０と同軸位置に開口である直径ｄ２の周孔４３０を備える。周孔４３０の直径ｄ２は、ノズル４２０の直径ｄ１より大きい。ノズルプレート４１０は、駆動素子１３０が形成される振動板１２０上に保護膜４４０を備える。保護膜４４０は、周孔４３０の内周面を覆い、圧力室２１０に連通する、保護膜４４０に、例えば直径２０μｍのノズル４２０を形成する。周孔４３０は、保護膜４４０を介して圧力室２１０と連通する。
【００７７】
インクジェットヘッド４００の製造時、シリコンウエハ２０１と一体の振動板１２０を、エッチングマスクを用いてパターニングして周孔４３０を形成する。振動板１２０に駆動素子１３０を形成した上にポリイミド膜を成膜する。ポリイミド膜をパターニングして、ノズル４２０を備える保護膜４４０を形成する。保護膜４４０は、下部電極１３１の端子部１３１ｃ及び上部電極１３３の端子部１３３ｃを露出する。
【００７８】
例えば第１の実施形態では、同軸且つ同径のノズル１１０とインク通過部１４１とを夫々にパターニングしていることから、ノズル１１０とインク通過部１４１の形状が不均一になる恐れがある。ノズル１１０とインク通過部１４１とが不均一である場合、ノズル１１０から吐出したインク滴の着弾位置がずれる恐れがある。これに対して、第２の実施形態のノズル４２０は、保護膜４４０に施す１回のパターニングにより形成する。したがってノズル４２０の内周面を均一に形成出来る。ノズル４２０から吐出したインク滴の着弾位置がずれる恐れがなく、インクジェットヘッド４００を用いたプリント時に、高い印字精度を得る。
【００７９】
第２の実施形態によれば、インクジェットヘッド４００は、第１の実施形態と同様、反り低減膜２２０を備えることから、インクジェットヘッド４００が長手方向に反るのを低減できる。インクジェットヘッド４００は長手方向の全長に渡り均等なインク吐出角度を得られ、均等な印字精細度を得られることから、良好なプリント画像を提供する。
【００８０】
更にインクジェットヘッド４００は、振動板１２０の周孔４３０の内周面を覆う保護膜４４０に、１回のパターニングによりノズル４２０を形成する。圧力室２１０に連通するノズル４２０の内周面を均一に出来、ノズル４２０から吐出するインク滴の着弾位置精度を良好に保持する。プリント時に、インクジェットヘッド４００は高い印字精度を実現する。
【００８１】
（第３の実施形態）
第３の実施形態のインクジェットヘッド５００を、図５を参照して説明する。第３の実施形態は、第１の実施形態において、保護膜に、ノズルと同軸であってノズルの直径より大きいインク通過部を形成する。第３の実施形態にあって、前述の第１の実施形態で説明した構成と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８２】
図５に示すように、インクジェットヘッド５００のノズルプレート５１０は、振動板１２０上に、直径ｄ１のノズル１１０及び駆動素子１３０を備え、更に保護膜５４０及び撥インク膜５５０を備える。保護膜５４０は、ノズル１１０と同軸であって、ノズル１１０の直径より大きい直径ｄ３のインク通過部５４１を備える。例えば、ノズル１１０の直径ｄ１を２０μｍとし、インク通過部５４１の直径ｄ３を３０μｍとする。ノズルプレート５１０は、保護膜５４０上に撥インク膜５５０を備える。撥インク膜５５０は、保護膜５４０のインク通過部５４１表面を覆い、ノズル１１０に連通する。インク通過部５４１は、撥インク膜５５０を介してノズル１１０と連通する。
【００８３】
インクジェットヘッド５００の製造時、ノズル１１０を有する振動板１２０の駆動素子１３０を形成した上にポリイミド膜を成膜する。ポリイミド膜をパターニングしてインク通過部５４１を備える保護膜５４０を形成する。保護膜５４０は、下部電極１３１の端子部１３１ｃ及び上部電極１３３の端子部１３３ｃを露出する。ノズル１１０から陽圧空気を排出しながら保護膜５４０上に撥インク膜５５０を成膜する。撥インク膜５５０は、ノズル１１０の内周面に付着することなく、保護膜５４０表面を覆う。
【００８４】
例えば第１の実施形態では、同軸且つ同径のノズル１１０とインク通過部１４１のパターニングが不均一である場合に、ノズル１１０から吐出したインク滴の着弾位置がずれる恐れがある。これに対して、インク通過部５４１の直径がノズル１１０の直径より大きい第３の実施形態では、ノズル１１０とインク通過部５４１のパターニングが多少不均一である場合でも、インク滴の着弾位置がずれる恐れがない。
【００８５】
第３の実施形態によれば、インクジェットヘッド５００は、第１の実施形態と同様、反り低減膜２２０を備えることから、インクジェットヘッド５００が長手方向に反るのを低減できる。インクジェットヘッド５００は長手方向の全長に渡り均等なインク吐出角度を得られ、均等な印字精細度を得られることから、良好なプリント画像を提供する。
【００８６】
更にインクジェットヘッド５００は、保護膜５４０に形成するインク通過部５４１の直径をノズル１１０の直径より大きく形成する。ノズル１１０とインク通過部５４１のパターニングがずれたとしても、ノズル１１０から吐出するインク滴は、インク通過部５４１の影響を受けない。ノズル１１０からのインク滴は、着弾位置精度を良好に保持し、プリント時に、インクジェットヘッド５００は高い印字精度を実現する。
【００８７】
（第４の実施形態）
第４の実施形態のインクジェットヘッド６００を、図６を参照して説明する。第４の実施形態は、第３の実施形態において、保護膜に形成するインク通過部の内周面を傾斜して形成する。第４の実施形態にあって、前述の第３の実施形態で説明した構成と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００８８】
図６に示すように、インクジェットヘッド６００のノズルプレート６１０は、振動板１２０上に、直径ｄ１のノズル１１０及び駆動素子１３０を備え、更に保護膜６４０及び撥インク膜６５０を備える。保護膜６４０の材料はネガ型感光性ポリイミドとする。保護膜６４０は、ノズル１１０と同軸であって、振動板１２０側の直径がノズル１１０の直径より大きい直径ｄ３の断面が台形状のインク通過部６４１を備える。例えば、ノズル１１０の直径を２０μｍとし、インク通過部６４１の振動板１２０側の直径を３０μｍとする。インク通過部６４１は、撥インク膜６５０側に広くなる断面が台形状に形成される。撥インク膜６５０は、保護膜６４０のインク通過部６４１表面を覆い、ノズル１１０に連通する。インク通過部６４１は、撥インク膜６５０を介してノズル１１０と連通する。
【００８９】
インクジェットヘッド６００の製造時、ノズル１１０を有する振動板１２０の駆動素子１３０を形成した上にネガ型感光性ポリイミド膜を、例えば膜厚３μｍに成膜する。ネガ型感光性ポリイミド膜をパターニングしてインク通過部６４１を備える保護膜６４０を形成する。保護膜６４０は、下部電極１３１の端子部１３１ｃ及び上部電極１３３の端子部１３３ｃを露出する。ノズル１１０から陽圧空気を排出しながら保護膜６４０上に撥インク膜６５０を成膜する。撥インク膜６５０は、ノズル１１０の内周面に付着することなく、保護膜６４０表面を覆う。
【００９０】
一般にネガ型感光性ポリイミド膜のパターニング時、露光々は、エッチングマスクに対して極力垂直方向に照射される。しかしながら、エッチングマスクを通過後、露光々はネガ型感光性ポリイミド膜内で平面方向に広がる。露光々がネガ型感光性ポリイミド膜内で平面方向に広がると、ネガ型感光性ポリイミド膜の膜厚が厚い場合は、エッチング面が傾斜する恐れがある。
【００９１】
インク通過部６４１の断面形状を、撥インク膜６５０側に広くなる断面が台形状とし、更にインク通過部６４１の振動板１２０側の直径ｄ３をノズル１１０の直径ｄ１より大きくする。インク通過部６４１のパターニング時にエッチング面が傾斜した場合でも、インク通過部６４１の開口を広くして、ノズル１１０から吐出したインク滴の着弾位置がインク通過部６４１の影響によりずれるのを防止する。
【００９２】
第４の実施形態によれば、インクジェットヘッド６００は、第３の実施形態と同様、反り低減膜２２０を備えることから、インクジェットヘッド６００が、長手方向に反るのを低減できる。インクジェットヘッド６００は長手方向の全長に渡り均等なインク吐出角度を得られ、均等な印字精細度を得られることから、良好なプリント画像を提供する。
【００９３】
更にインクジェットヘッド６００は、保護膜６４０に形成するインク通過部６４１を、断面形状が、撥インク膜６５０側に広くなる台形状に形成する。インク通過部６４１の振動板１２０側の直径をノズル１１０の直径より大きく形成する。パターニング時に、インク通過部６４１のエッチング面が傾斜した場合でも、ノズル１１０から吐出するインク滴は、インク通過部６４１の影響を受けない。ノズル１１０からのインク滴は、着弾位置精度を良好に保持し、プリント時に、インクジェットヘッド６００は高い印字精度を実現する。
【００９４】
（第５の実施形態）
第５の実施形態のインクジェットヘッド７００を、図７を参照して説明する。第５の実施形態は、第１の実施形態と駆動素子の構造が異なる。第５の実施形態にあって、前述の第１の実施形態で説明した構成と同一構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００９５】
図７に示すように、インクジェットヘッド７００のノズルプレート７１０は、振動板１２０上に駆動素子７２０を備える。駆動素子７２０は、下部電極７２１の電極部７２１ａ、圧電体膜７２２及び上部電極７２３の電極部７２３ａを備える。電極部７２１ａ、圧電体膜７２２及び電極部７２３ａは、ノズル１１０と同軸であり、同じ大きさの円形パターンである。ノズルプレート７１０は、下部電極７２１と、上部電極７２３とを絶縁する絶縁膜７３０を備える。
【００９６】
絶縁膜７３０は、駆動素子７２０領域にあっては、電極部７２１ａ、圧電体膜７２２及び電極部７２３ａの周縁を覆う。絶縁膜７３０は、下部電極７２１の配線部７２１ｂを覆う。絶縁膜７３０は、上部電極７２３の配線部７２３ｂ領域で振動板１２０を覆う。絶縁膜７３０は、上部電極７２３の電極部７２３ａと配線部７２３ｂを電気的に接続するコンタクト部７３０ａを備える。
【００９７】
圧電体膜７２２に用いるＰＺＴ膜内のチタン（Ｔｉ）、鉛（Ｐｂ）、ジルコニウム（Ｚｉ）、酸素（Ｏ３）等の原子配列は、下地層の下部電極７２１のＰｔ（白金）の原子配列によって規制される。言い換えれば、ＰＺＴ膜の原子配列は、下地層の原子配列に依存する。ＰＺＴ膜の原子配列が規制されることにより、ＰＺＴ膜は膜厚方向に沿って分極を発生する。
例えば第１の実施形態では、下部電極１３１の電極部１３１ａ上に、電極部１３１ａの直径より少し大きい直径のＰＺＴの圧電体膜１３２を成膜する。電極部１３１ａの段差部である内周縁部或いは外周縁部にかかる圧電体膜１３２の内周縁部或いは外周縁部のＰＺＴ膜の原子配列は、電極部１３１ａの段差部の影響を受ける。圧電体膜１３２のＰＺＴ膜の膜厚方向の原子配列は、内周縁部領域或いは外周縁部領域と、それ以外の領域とで異なる可能性がある。内周縁部領域或いは外周縁部領域と、それ以外の領域とで圧電体膜１３２の原子配列が異なる場合に、内周縁部領域或いは外周縁部領域で、圧電体膜１３２の分極率が低くなる可能性がある。
【００９８】
第５の実施形態の駆動素子７２０は、積層した下部電極７２１の電極部７２１ａと圧電体膜７２２の直径が同じ円形パターンになっている。圧電体膜７２２は内周縁部或いは外周縁部において、電極部７２１ａの段差部の影響を受けない。圧電体膜７２２の膜厚方向の原子配列は、円形パターンの全領域で同じになる。圧電体膜７２２は、内周縁部領域或いは外周縁部領域の分極率が低くなるおそれがなく、全領域で厚み方向に高い分極率を得る。分極率の高い圧電体膜７２２を備える駆動素子７２０は、振動板１２０の変形に要する駆動電圧を低減可能となる。
【００９９】
インクジェットヘッド７００の製造時、ノズル１１０を有する振動板１２０に下部電極７２１、圧電体膜７２２及び上部電極７２３の材料を成膜する。下部電極７２１の材料膜を残して、上部電極７２３の電極部７２３ａと圧電体膜７２２とを同じエッチングマスクを用いてパターニングする。下部電極７２１のエッチングマスクを用いて、下部電極７２１をパターニング後、絶縁膜７３０の材料を成膜する。絶縁膜７３０をパターニング後、上部電極７２３の材料を成膜し、上部電極７２３の配線部７２３ｂ及び端子部７２３ｃをパターニングして、駆動素子７２０を形成する。
【０１００】
第５の実施形態によれば、第１の実施形態と同様、反り低減膜２２０を備えることから、インクジェットヘッド７００が、長手方向に反るのを低減できる。インクジェットヘッド７００は長手方向の全長に渡り均等なインク吐出角度を得られ、均等な印字精細度を得られることから、良好なプリント画像を提供する。
【０１０１】
更に第５の実施形態によれば、インクジェットヘッド７００の駆動素子７２０の圧電体膜７２２は、下部電極７２１の電極部７２１ａと同じ大きさの円形パターンであって、同軸に積層される。圧電体膜７２２は、電極部７２１ａの周縁の段差部の影響を受けることがなく、内周縁部領域或いは外周縁部領域の分極率が低下しない。圧電体膜７２２が全領域で厚み方向に同じ分極率を得ることから、圧電体膜７２２の分極率を高めることが出来る。圧電体膜７２２の分極率を高めることにより、振動板１２０を駆動するために駆動素子７２０に供給する駆動電圧の節約を得られる。
【０１０２】
以上説明した実施形態では、駆動部を円形としたが、駆動部の形状は限定されない。駆動部の形状は、例えばひし形或いは楕円等であっても良い。例えばひし形の駆動部を交互にずらして配置した場合、隣り合う駆動部を近接して配置できるので、駆動部の配置密度を高めることが出来る。また圧力室の形状も円形に限らず、ひし形或いは楕円形、更には矩形等であっても良い。
【０１０３】
また、実施形態では、駆動部の中心にノズルを配置したが、圧力室のインクを吐出可能であれば、ノズルの位置は限定されない。例えばノズルを、駆動部の領域内ではなく、駆動部の外側に形成しても良い。ノズルを駆動部の外側に配置した場合には、駆動部の複数の膜材料を貫通してノズル或いはノズルに連通するインク通過部等をパターニングする必要がない。ノズルプレートの振動板更には保護膜をパターニングするのみで、ノズルを形成でき、ノズルのパターニングが容易となる。ノズルを駆動部の外側に配置した場合には、ノズルのパターニング不良により、インク滴の着弾位置がずれるのを抑制できる。
【０１０４】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、インクジェットヘッドは、反り低減膜を備える。反り低減膜は、成膜プロセスにより基板に構成部材を作成する場合に、堆積する膜と基板との膜応力の差によりインクジェットヘッドに反りを生じるのを低減できる。反りの無いインクジェットヘッドは長手方向の全長に渡り均等なインク吐出角度を得られ、均等な印字精細度を得られることから、良好なプリント画像を提供する。
【０１０５】
この発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが出来る。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０６】
１０…インクジェットプリンタ
２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋ…インクジェットヘッド
２３…インクタンク
２４…制御部
１００…ノズルプレート
１１０…ノズル
１２０…振動板
１３０…駆動素子
１３１…下部電極
１３２…圧電体膜
１３３…上部電極
１４０…保護膜
２００…圧力室構造体
２１０…圧力室
２２０…反り低減膜
３００…インク流路構造体
【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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