(57)【要約】      （修正有）【課題】  ７００℃以上の温度、好適には８００℃〜１２００℃程度の温度で圧電体膜を焼成して、該圧電体膜に十分な結晶性を付与すると共に、下電極形成材料の拡散を防止できる圧電アクチュエータの製造方法及び圧電アクチュエータを提供する。【解決手段】  基板１０上に形成した第１の絶縁膜２５上に圧電体層１５及び上電極１６を形成し、この基板１０を、圧電体層１５及び上電極１６が形成された面とは反対側から開口し、圧力発生室３０を形成した後、第１の絶縁膜２５を圧力発生室３０側から除去し、圧電体層１５を圧力発生室３０に露出させ、圧電体層１５が露出された基板１０の、圧電体層１５及び上電極１６が形成された面とは反対側の面から、圧力発生室３０に露出された圧電体層１５上に下電極３１を形成し、その後、下電極３１が形成された基板１０の、圧電体層１５及び上電極１６が形成された面とは反対側の面に第２の絶縁膜３３を形成して、下電極３１と共に振動板を形成する。【選択図】    図１０
2006217713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁膜及び当該絶縁膜上に形成された下電極を含む振動板と、当該振動板上に形成された圧電体層と、当該圧電体層上に形成された上電極と、を備えた圧電アクチュエータの製造方法であって、
基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上に圧電体層及び上電極を形成する工程と、
前記基板を、前記圧電体層及び上電極が形成された面とは反対側から開口し、圧力発生室を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜を前記圧力発生室側から除去し、前記圧電体層を当該圧力発生室に露出させる工程と、
前記圧電体層が露出された基板の、前記圧電体層及び上電極が形成された面とは反対側の面から、前記圧力発生室に露出された圧電体層上に下電極を形成する工程と、
前記下電極が形成された基板の、前記圧電体層及び上電極が形成された面とは反対側の面に第２の絶縁膜を形成し、前記下電極と共に振動板を形成する工程と、
を含んでなる圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項２】
前記第２の絶縁膜をプラズマＣＶＤ法により形成する請求項１記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項３】
前記第１の絶縁膜上に成膜した圧電体膜を、７００℃以上で焼成してなる請求項１または請求項２記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項４】
圧力発生室が形成された基板の、当該圧力発生室に対応した位置に設けられ、絶縁膜及び当該絶縁膜上に形成された下電極を含む振動板と、当該振動板上に形成された圧電体層と、当該圧電体層上に形成された上電極と、を備え、前記圧電体層の圧電効果により生じる機械的変位によって、前記圧力発生室の内容積を変化させる圧電アクチュエータであって、
前記基板の一方の面に形成され、少なくとも前記圧力発生室に対応する領域が開口されてなる第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜上であって、少なくとも前記開口が形成された領域上に配設された圧電体層と、
前記圧電体層上に配設された上電極と、
少なくとも前記開口を塞ぐように前記基板の他方の面側から形成され、前記圧電体層と接触する下電極と、
前記基板の他方の面に配設され、前記下電極と共に振動板を構成する第２の絶縁膜と、
を備えてなる圧電アクチュエータ。
【請求項５】
前記第２の絶縁膜は、保護膜としての機能を備えてなる請求項４記載の圧電アクチュエータ。
【請求項６】
前記第２の絶縁膜は、プラズマＣＶＤ法により形成されてなる請求項４または請求項５記載の圧電アクチュエータ。
【請求項７】
請求項４ないし請求項６のいずれか一項に記載の圧電アクチュエータと、
前記圧電アクチュエータの機械的変位によって内容積が変化する圧力発生室と、
前記圧力発生室に連通して液滴を吐出する吐出口と、
を備えた液体噴射ヘッド。
【請求項８】
請求項７記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドを駆動する駆動装置と、
を備えた液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電体層の圧電効果を利用した圧電アクチュエータの製造方法、圧電アクチュエータ、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液体噴射ヘッドの一例として、例えば、インクジェット式記録ヘッドがある。このインクジェット式記録ヘッドでは、プリンタのインク吐出の駆動源として、圧電体層の圧電効果を利用した圧電アクチュエータを用いている。この圧電アクチュエータは、一般に、液滴（インク滴）を吐出するノズル開口（吐出口）と連通する圧力発生室の一部を構成する振動板と、この振動板上に形成され、かつ下部電極、圧電体膜及び上部電極を有する圧電体素子と、を備えて構成されている。このようなインクジェット式記録ヘッドでは、安定した液滴吐出特性が得られ、信頼性を向上することを目的とした様々な改善がなされている。
【０００３】
このようなインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル開口に連通すると共に複数の隔壁によって画成される圧力発生室の列を少なくとも２列備えた流路形成基板の圧電体層側に接合され、圧電体層を駆動させる駆動回路が実装される接合基板を有すると共に、この接合基板の前記圧力発生室の列間に対応する部分に当該接合基板を厚さ方向に貫通する貫通孔が設けられ、各圧電体層の各々から引き出される引き出し配線が、前記貫通孔に対応する部分まで延設されると共に、当該引き出し配線と前記駆動回路を、前記貫通孔を介して延設される導電性ワイヤによって電気的に接続することで、貫通孔の面積を小さく抑え、小型化を達成したものがある。（特許文献１参照）。
【０００４】
前述した従来のインクジェット式記録ヘッドを製造する際は、通常、以下の方法が採用されている。すなわち、流路形成基板となるシリコン単結晶基板のウェハを約１１００℃の拡散炉で熱酸化して二酸化シリコンからなる弾性膜を形成する。次に、この弾性膜の全面にスパッタリングで下電極形成用膜を形成した後、この下電極形成用膜をパターニングして下電極を形成する。次いで、下電極が形成された弾性膜上に圧電体膜をゾル−ゲル法で成膜した後、この圧電体膜を大気雰囲気下または酸素雰囲気下で６００〜１０００℃程度の温度で焼成して結晶化させる。次に、上電極形成用膜を形成し、この上電極形成用膜及び圧電体膜をパターニングして、上電極及び圧電体層を形成する等、所望の工程を行ないインクジェット式記録ヘッドが製造される。
【特許文献１】特開２００３−２４６０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した下電極形成用膜の材料としては、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、酸化イリジウム（ＩｒＯX）等の金属が好適に使用されている。ここで、この下電極形成用膜上に形成される圧電体膜は、６００〜１０００℃程度の温度で焼成して結晶化させる必要がある。このため、この焼成工程の際には、下電極形成用膜も６００〜１０００℃程度の高温雰囲気下におかれることになる結果、下電極形成材料（金属）が拡散し、下電極に不具合が生じる虞がある。
【０００６】
そこで、下電極形成材料の拡散を防止するため、圧電体膜を７００℃以下の温度で焼成することが考えられるが、このような温度で焼成された圧電体膜は、十分な結晶性が得られず、変位特性が低下する虞がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、７００℃以上の温度、好適には８００℃〜１２００℃程度の温度で圧電体膜を焼成して、当該圧電体膜に十分な結晶性を付与すると共に、下電極形成材料の拡散を防止できる圧電アクチュエータの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、十分な結晶性が得られ、優れた変位特性を備えると共に、下電極形成材料の拡散が防止された圧電アクチュエータ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】
【０００９】
この目的を達成するため、本発明は、絶縁膜及び当該絶縁膜上に形成された下電極を含む振動板と、当該振動板上に形成された圧電体層と、当該圧電体層上に形成された上電極と、を備えた圧電アクチュエータの製造方法であって、基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜上に圧電体層及び上電極を形成する工程と、前記基板を、前記圧電体層及び上電極が形成された面とは反対側から開口し、圧力発生室を形成する工程と、前記第１の絶縁膜を前記圧力発生室側から除去し、前記圧電体層を当該圧力発生室に露出させる工程と、前記圧電体層が露出された基板の、前記圧電体層及び上電極が形成された面とは反対側の面から、前記圧力発生室に露出された圧電体層上に下電極を形成する工程と、前記下電極が形成された基板の、前記圧電体層及び上電極が形成された面とは反対側の面に第２の絶縁膜を形成し、前記下電極と共に振動板を形成する工程と、を含んでなる圧電アクチュエータの製造方法を提供するものである。
【００１０】
これらの工程を含む圧電アクチュエータの製造方法によれば、高温処理によって、十分な結晶性が得られた圧電体膜を形成し、圧電体層及び上電極を形成した後、基板の当該圧電体層及び上電極が形成された面とは反対側から下電極を形成するため、下電極が、圧電体膜を焼成する際の高温雰囲気下におかれることがない。したがって、圧電体膜に十分な結晶性を付与すると共に、下電極形成材料の拡散を防止することができる。また、圧電体膜の下地膜（例えば、種スパッター膜）の選択の自由度が増し、圧電体膜の結晶性を上げることができる。そしてまた、電極形成材料の吸熱差により特性のばらつきが生じることを無くすことができる。
【００１１】
また、本発明にかかる圧電アクチュエータの製造方法では、前記第２の絶縁膜をプラズマＣＶＤ（Plasma Chemical Vapor Deposition）法により形成することができる。このように、第２の絶縁膜をプラズマＣＶＤ法により形成することで、第２の絶縁膜を低温で成膜することができ、前記利点に加え、さらに下電極形成材料の拡散を防止することができる。
【００１２】
そしてまた、本発明にかかる圧電アクチュエータの製造方法では、第１の絶縁膜上に成膜した圧電体膜を、７００℃以上の温度で焼成して得ることもできる。このように高温で圧電体膜を焼成して得ることで、当該圧電体膜の結晶性をより一層向上することができるが、下電極は、圧電体膜を焼成して得る際の高温雰囲気下におかれることがないため、下電極形成材料の拡散を防止することができる。なお、第１の絶縁膜上に成膜した圧電体膜は、８００℃以上、１２００℃以下で焼成することがさらに好ましい。
【００１３】
また、本発明は、圧力発生室が形成された基板の、当該圧力発生室に対応した位置に設けられ、絶縁膜及び当該絶縁膜上に形成された下電極を含む振動板と、当該振動板上に形成された圧電体層と、当該圧電体層上に形成された上電極と、を備え、前記圧電体層の圧電効果により生じる機械的変位によって、前記圧力発生室の内容積を変化させる圧電アクチュエータであって、前記基板の一方の面に形成され、少なくとも前記圧力発生室に対応する領域が開口されてなる第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜上であって、少なくとも前記開口が形成された領域上に配設された圧電体層と、前記圧電体層上に配設された上電極と、少なくとも前記開口を塞ぐように前記基板の他方の面側から形成され、前記圧電体層と接触する下電極と、前記基板の他方の面に配設され、前記下電極と共に振動板を構成する第２の絶縁膜と、を備えてなる圧電アクチュエータを提供するものである。
【００１４】
この構成を備えた圧電アクチュエータは、従来のように、第１の絶縁膜上に下電極、圧電体層、上電極が形成された構造と異なり、第２の絶縁膜上に下電極が形成され、当該第２の絶縁膜と下電極により振動板を構成し、下電極と圧電体層は、第１の絶縁膜に形成された開口を介して接触する構造を備えている。この構造を備えた圧電アクチュエータの下電極は、圧電体層形成用膜である圧電体膜を結晶化した後に配設することができるため、当該下電極は、圧電体膜を焼成して得る際の高温雰囲気下におかれることがない。したがって、下電極形成材料が拡散することを防止することができる。
【００１５】
また、本発明にかかる圧電アクチュエータは、前記第２の絶縁膜を保護膜としての機能させることができる。このようにすることで、基板が第２の絶縁膜によって保護されるため、例えば、圧力発生室内にインク等、所望の物質を収容しても、この物質によって基板（圧力発生室の内壁）が侵されることを防止することができる。
【００１６】
そしてまた、本発明にかかる圧電アクチュエータの第２の絶縁膜は、プラズマＣＶＤ法により形成されてなることもできる。
【００１７】
また、本発明は、前述した本発明にかかる圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータの機械的変位によって内容積が変化する圧力発生室と、前記圧力発生室に連通して液滴を吐出する吐出口と、を備えた液体噴射ヘッドを提供するものである。
【００１８】
そしてまた、本発明は、前述した本発明にかかる液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドを駆動する駆動装置と、を備えた液体噴射装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明にかかる圧電アクチュエータの製造方法によれば、圧電体膜に高温処理を行い、十分な結晶性を付与した後、基板の圧電体層及び上電極が形成された面とは反対側から下電極を形成するため、下電極が、圧電体膜を焼成して得る際の高温雰囲気下におかれることがない。このため、圧電体膜に十分な結晶性を付与すると共に、下電極形成材料の拡散を防止することができる。また、電極形成材料の吸熱差により特性のばらつきが生じることを無くすことができる。この結果、信頼性が高く、高性能な圧電アクチュエータを製造することができる。
【００２０】
また、本発明にかかる圧電アクチュエータは、第２の絶縁膜上に下電極が形成され、当該第２の絶縁膜と下電極により振動板を構成し、下電極と圧電体層は、第１の絶縁膜に形成された開口を介して接触する構造を備えている。このため、下電極は、圧電体膜を結晶化して得た後に配設することができ、圧電体膜を焼成する際の高温雰囲気下におかれることがない。このため、圧電体膜に十分な結晶性を付与すると共に、下電極形成材料の拡散を防止することがでる。また、電極形成材料の吸熱差により特性のばらつきが生じることを無くすことができる。この結果、信頼性が高く、高性能な圧電アクチュエータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の好適な実施の形態にかかる圧電アクチュエータ及びその製造方法について図面を参照して説明する。なお、以下に記載される実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施の形態にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。
【００２２】
図１は、本発明の好適な実施の形態にかかる圧電アクチュエータを備えた液体噴射ヘッドの分解斜視図、図２は、図１に示す液体噴射ヘッドの圧電アクチュエータ付近の一部を示す平面図であって、配線部分を断面にした図、図３〜図１０は、図１に示す液体噴射ヘッドの製造工程の一部を示す断面図、図１１は、図１に示す液体噴射ヘッドが搭載されたインクジェット式記録装置の概略を示す斜視図である。
【００２３】
図１〜図１０に示すように、本実施の形態にかかる液体噴射ヘッドは、複数の圧力発生室３０が形成された流路形成基板１０の圧力発生室３０に対応する領域に、圧電アクチュエータ１００が配設されている。本実施の形態では、流路形成基板１０として、面方位（１１０）のシリコン単結晶基板を使用した。この流路形成基板１０に形成された各々の圧力発生室３０は、後に詳述する接合板２１に形成されたリザーバ部５１に連通し、各圧力発生室３０の共通のインク室となるリザーバの一部を構成する連通部５２にインク供給路５３を介して連通されている。
【００２４】
圧電アクチュエータ１００は、流路形成基板１０の一方の面（図１でいう上面）に形成されている。この圧電アクチュエータ１００は、圧力発生室３０に対応する領域が開口され、下電極用開口部３８（図２及び図８参照）が形成された第１の絶縁膜２５と、第１の絶縁膜２５に形成された下電極用開口部３８を塞ぐように流路形成基板１０の他方の面（図１でいう下面）側から形成された下電極３１と、第１の絶縁膜２５上であって、前記下電極用開口部３８が形成された領域上に配設され、下電極用開口部３８を介して下電極３１に接触する圧電体層１５と、圧電体層１５上に配設された上電極１６と、流路形成基板１０の他方の面から配設され、下電極３１と共に振動板を構成する第２の絶縁膜としてのＳｉＯ2膜３３と、を備えて構成されている。
【００２５】
上電極１６上には、外部からの水分によって圧電体層１５を劣化させないようにするための保護膜１７が形成されており、上電極１６は、保護膜１７に形成されたコンタクトホール１８を介して配線２０と電気的に接続されている。また、下電極３１は、第１の絶縁膜２５に形成されたコンタクトホール２３と、保護膜１７に形成されたコンタクトホール１９とを介して配線２０と電気的に接続されている。（図７〜図１０参照）。
【００２６】
第２の絶縁膜としてのＳｉＯ2膜３３は、圧力発生室３０内に収容されるインクに対する耐性を有している。
【００２７】
なお、本実施の形態では、下電極３１を圧電アクチュエータ１００の共通電極とし、上電極１６を圧電アクチュエータ１００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室３０毎に圧電アクチュエータ１００が形成されていることになる。
【００２８】
この圧電アクチュエータ１００が配設された流路形成基板１０の圧力発生室３０が形成された側の面（図１でいう下面）には、ノズル開口３５が穿設されたノズルプレート３６が接合剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。ここで、インク滴吐出圧力をインクに与える圧力発生室３０の大きさと、インク滴を吐出するノズル開口３５の大きさは、吐出するインク滴の量、吐出スピード、吐出周波数に応じて最適化される。例えば、１インチ当たり３６０個のインク滴を記録する場合、ノズル開口３５は数十μｍの直径で精度よく形成する必要がある。
【００２９】
一方、流路形成基板１０のノズルプレート３６が配設された面とは反対側の面（図１でいう上面）には、接合板２１が配設されている。この接合板２１には、リザーバの一部を構成するリザーバ部５１が形成されている。このリザーバ部５１は、本実施の形態では、接合板２１を厚さ方向に貫通して圧力発生室３０の幅方向に亘って形成されており、流路形成基板１０の連通部５２と連通されて各圧力発生室３０の共通のインク室となるリザーバを構成している。
【００３０】
また、接合板２１の圧電アクチュエータ１００に対向する領域には、圧電アクチュエータ１００の運動を阻害しない程度の空間を確保した圧電アクチュエータ保持部５４が、圧力発生室３０に対応してそれぞれ設けられている。なお、この空間は密封されていても密封されていなくともよい。
【００３１】
なお、本実施の形態では、圧電アクチュエータ保持部５４が圧電アクチュエータ１００の列毎に設けられているが、この圧電アクチュエータ保持部５４は、圧電アクチュエータ１００毎に独立して設けるようにしてもよい。このような接合板２１は、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施の形態では、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した。
【００３２】
さらに、接合板２１の略中央部、すなわち、圧力発生室３０の列間に対向する領域には、接合板２１を厚さ方向に貫通する貫通孔５５が設けられている。また、接合板２１の貫通孔５５の両側、すなわち、圧力発生室３０の各列に対応する部分には、各圧電アクチュエータ１００を駆動するための、例えば、回路基板、あるいは半導体集積回路（ＩＣ）等の駆動回路１１０がそれぞれ実装されている。例えば、本実施の形態では、貫通孔５５の両側に実装された各駆動回路１１０は、それぞれの駆動回路１１０に対向する領域に設けられた圧電アクチュエータ１００を駆動するためのものである。
【００３３】
本実施の形態にかかる液体噴射ヘッドは、図示しない外部のインク供給手段と接続したインク導入口からインクを取り込み、リザーバからノズル開口３５に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路１１０からの記録信号に従い、圧力発生室３０に対応するそれぞれの下電極３１と上電極１６との間に電圧を印加し、圧電体層１５の圧電効果により生じる機械的変位によって、下電極３１及びＳｉＯ2膜３３からなる振動板をたわみ変形させることにより、圧力発生室３０の内容積を変化させ、各圧力発生室３０内の圧力を高めてノズル開口３５からインク滴が吐出する。
【００３４】
この液体噴射ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、図１１に示すように、インクジェット式記録装置に搭載される。
【００３５】
具体的には、液体噴射ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び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及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。そして、駆動モータ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及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラ等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上を搬送されるようになっている。
【００３６】
次に、本実施の形態にかかる圧電アクチュエータを備えた液体噴射ヘッドの製造工程について図面を参照して説明する。
【００３７】
先ず、図３に示す工程のように、流路形成基板１０となるシリコン単結晶基板上に、例えば、熱酸化によりＳｉＯ2膜１１を形成する。次に、このＳｉＯ2膜１１上に、ＺｒＯ2膜１２を形成する。なお、本実施の形態では、ＳｉＯ2膜１１及びＺｒＯ2膜１２が第１の絶縁膜２５となる。
【００３８】
次に、図４に示す工程では、ＺｒＯ2膜１２上にゾル−ゲル法により、圧電体前駆体膜を所定の厚さで成膜する。次いで、この圧電体前駆体膜が形成された流路形成基板１０を、大気雰囲気下又は酸素雰囲気下で、約７００℃〜１２００℃の温度で焼成して結晶化させる。このような高温で焼成できることにより、圧電体膜１３は、十分な結晶化がなされる。
【００３９】
ここで、圧電体膜１３は結晶が配向していることが好ましい。このため、本実施の形態では、例えば、金属有機物を触媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、結晶性を有しない圧電体前駆体膜を形成し、さらにこの圧電体前駆体膜を高温で焼成することで金属酸化物からなり、結晶性を有する圧電体膜１３を得る。この圧電体膜１３の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛系の材料等が好適に使用できる。なお、この圧電体膜１３の成膜方法は、特に限定されず、例えば、スパッタリング法で形成してもよい。さらに、ゾル−ゲル法又はスパッタリング法等によりチタン酸ジルコン酸鉛の圧電体前駆体膜を形成後、アルカリ水溶液中での高圧処理法にて低温で結晶成長させる方法を用いてもよい。
【００４０】
このように成膜された圧電体膜１３は、バルクの圧電体とは異なり結晶が優先配向しており、且つ本実施の形態では、圧電体膜１３は、結晶が柱状に形成されている。なお、優先配向とは、結晶の配向方向が無秩序ではなく、特定の結晶面がほぼ一定の方向に向いている状態をいう。また、結晶が柱状の薄膜とは、略円柱体の結晶が中心軸を厚さ方向に略一致させた状態で面方向に亘って集合して薄膜を形成している状態をいう。勿論、優先配向した粒状の結晶で形成された薄膜であってもよい。なお、本実施の形態では、圧電体膜１３の厚さを０．２〜５μｍとした。
【００４１】
次に、図５に示す工程では、図４に示す工程で得た圧電体膜１３上に、上電極形成用膜１４を成膜する。上電極形成用膜１４は、導電性の高い材料であればよく、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ等の多くの金属や、導電性酸化物等を使用できる。なお、本実施の形態では、Ｐｔをスパッタリングにより成膜した。
【００４２】
次に、図６に示す工程では、フォトリソ法により、圧電体膜１３及び上電極形成用膜１４をパターニングし、流路形成基板１０の、後に圧力発生室３０となる領域に対応した領域上に、圧電体層１５及び上電極１６を形成する。
【００４３】
次に、図７に示す工程では、圧電体層１５及び上電極１６が形成された流路形成基板１０の全面に、Ａｌ2Ｏ3膜からなる保護膜１７を形成する。次いで、この保護膜１７に、上電極１６とのコンタクトホール１８、及び後の工程で形成される下電極３１とのコンタクトホール１９を開口する。次に、この保護膜１７上に配線２０を形成する。この配線２０は、コンタクトホール１８を介して上電極１６と電気的に接続される。
【００４４】
次に、図８に示す工程では、図７で得た流路形成基板１０上に接合板２１を接合する。次いで、流路形成基板１０の接合板２１が接合された側の面とは反対側の面を選択的にエッチング除去し圧力発生室３０を形成する。次いで、ＳｉＯ2膜１１及びＺｒＯ2膜１２の圧力発生室３０と対応する領域（すなわち、下電極用開口部３８となる領域）、及び後に形成される下電極３１と、配線２０とを導通させるためのコンタクトホール３２となる領域を選択的にエッチング除去する。なお、この時、圧電体層１５は、下電極用開口部３８から圧力発生室３０に露出された状態となっている。
【００４５】
次に、図９に示す工程では、流路形成基板１０の接合板２１が接合された側の面とは反対側の面から、下電極用開口部３８が形成された圧力発生室３０及びコンタクトホール３２が形成された面に、下電極形成用膜を形成した後、この下電極形成用膜をパターニングし、下電極３１を形成する。この下電極３１は、下電極用開口部３８を介して圧電体層１５と接触して電気的に接続されると共に、コンタクトホール３２及び１９を介して配線２０と電気的に接続される。なお、下電極形成材料としては、例えば、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、ＭｏＳｉ、ＷＳｉ、Ｐｔ、Ｉｒ、ＩｒＯX等を好適に使用することができる。
【００４６】
次に、図１０示す工程では、下電極３１が形成された流路形成基板１０の接合板２１が接合された側の面とは反対側の面に、プラズマＣＶＤ法によりＳｉＯ2膜３３を、約１μｍの膜厚で形成する。このＳｉＯ2膜３３は、下電極３１と共に、圧電アクチュエータの振動板としての役割を果たすと共に、圧力発生室３０などに収容されるインクに対する耐性を有している。
【００４７】
その後、流路形成基板１０の接合板２１が接合された側の面とは反対側の面に、ノズル開口３５が穿設されたノズルプレート３６を接合する等、所望の工程を行い、図１に示す液体噴射ヘッドを完成させる。
【００４８】
なお、本実施の形態では、第１の絶縁膜２５を、ＳｉＯ2膜１１及びＺｒＯ2膜１２の二層構造とした場合について説明したが、これに限らず、第１の絶縁膜２５は、絶縁機能を有し、圧電アクチュエータの機能を損なわなければ、形成材料は特に限定されず、また一層構造、三層構造以上等、任意に決定することができる。
【００４９】
また、本実施の形態では、第２の絶縁膜としてＳｉＯ2膜３３を形成した場合について説明したが、これに限らず、第２の絶縁膜は、下電極３１と共に振動板の役割を果たすものであれば、例えば、ＳｉＮX膜、ＴａＯX膜等、その形成材料は、任意に選択することができる。また、異なった材料膜からなる多層構造とすることもできる。なお、この第２の絶縁膜の形成材料の選択時には、圧力発生室３０などに収容されるインクに対する耐性を有しているインク（液体）保護膜としての機能も併せ持つ材料を選択することが好ましい。
【００５０】
また、本実施の形態では、このような液体噴射ヘッド（インクジェット式記録ヘッド）に液体吐出手段として搭載されるあアクチュエータだけでなく、あらゆる装置に搭載されるアクチュエータ装置に適用することができる。例えば、アクチュエータ装置は、上述したヘッドの他に、センサー等にも適用することができる。また、本実施の形態では、液体噴射ヘッドとしてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドを一例として説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴射装置全般を対象としたものである。液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）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を挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の好適な実施の形態にかかる圧電アクチュエータを備えた液体噴射ヘッドの分解斜視図である。
【図２】図１に示す液体噴射ヘッドの圧電アクチュエータ付近の一部を示す平面図であって、配線部分を断面にした図である。
【図３】図１に示す液体噴射ヘッドの製造工程の一部を示す断面図である。
【図４】図１に示す液体噴射ヘッドの製造工程の一部を示す断面図である。
【図５】図１に示す液体噴射ヘッドの製造工程の一部を示す断面図である。
【図６】図１に示す液体噴射ヘッドの製造工程の一部を示す断面図である。
【図７】図１に示す液体噴射ヘッドの製造工程の一部を示す断面図である。
【図８】図１に示す液体噴射ヘッドの製造工程の一部を示す断面図である。
【図９】図１に示す液体噴射ヘッドの製造工程の一部を示す断面図である。
【図１０】図１に示す液体噴射ヘッドの製造工程の一部を示す断面図である。
【図１１】図１に示す液体噴射ヘッドが搭載されたインクジェット式記録装置の概略を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  流路形成基板、  １１  ＳｉＯ2膜、  １２  ＺｒＯ2膜、  １３  圧電体膜、  １４  上電極形成用膜、  １５  圧電体層、  １６  上電極、２５  第１の絶縁膜、  ３１  下電極、  ３３  ＳｉＯ2膜（第２の絶縁膜）、  １００  圧電アクチュエータ
【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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