(57)【要約】      （修正有）【課題】マトリックス状に配列された圧電体が高密度で構成され、小型化が実現可能で、製造時の歩留まりを向上させるインクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録ヘッドの製造方法を得る。【解決手段】信号電極層４８から支持基板４４までの間を配線分離層５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄの積層構造として、各配線分離層５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄ毎に引き回し配線５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄをそれぞれ這わせるようにすることで、引き回し配線５０の引き回しを短くすることも可能となり、抵抗値を低減することができる。また、インクジェット記録ヘッド３２の長尺化、歩留まり改善、低コスト化を図ることができる。また、引き回し配線５０に必要とされる圧電体３８同士の列方向の間隔を狭くすることができ、圧電体３８の高密度化及びインクジェット記録ヘッド３２の小型化ができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズルと、
前記ノズルと連通し、液体が充填される圧力室と、
前記圧力室の一部を構成する振動板と、
前記振動板にマトリックス状に配置され、振動板を変位させる圧電体と、
前記振動板の表面に面接し、前記圧電体の一方の極性となる下部電極と、
前記圧電体の上面に設けられ、他方の極性となる上部電極と、
を備え、
前記上部電極と接続する引き回し配線が配設された配線分離層が積層されたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記圧電体が配列される面が平滑化されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記各配線分離層の引き回し配線を絶縁する層間絶縁層が前記配線分離層間に設けられ、配線分離層の少なくとも一つに前記引き回し配線が埋め込まれ表面が平滑化されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記圧電体の表面が平滑化されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
前記配線分離層が、前記振動板が振動する領域には設けられていないことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項６】
前記圧電体は堆積法によって形成されたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項７】
前記圧電体はスパッタリング法、ＣＶＤ法、エアロゾル法又はソルゲル法のうち、何れか１つを用いて堆積されたことを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項８】
前記下部電極及び前記上部電極とは、別に引き回し配線が設けられたことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項９】
前記引き回し配線が、Ｃｕ又はＡｇであることを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１０】
前記圧電体は、前記振動板を変位させる動作領域と前記引き回し配線と電気的に接続される電極領域とで構成され、前記電極領域の面積を変えて圧電体の静電容量のバラツキを補正することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１１】
前記電極領域の長さを変えて前記圧電体の静電容量のバラツキを補正することを特徴とする請求項１０に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１２】
前記電極領域の幅を変えて前記圧電体の静電容量のバラツキを補正することを特徴とする請求項１０に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１３】
マトリックス状に配列された前記圧電体の各行で、液滴が吐出される記録媒体の搬送方向と直交する方向に沿って隣接する圧電体の位置がずれていることを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１４】
請求項１〜１３の何れか１項に記載のインクジェット記録ヘッドを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１５】
圧電体の上部電極と接続する引き回し配線が配設された配線分離層が積層された圧電体基板と前記圧電体基板と電気的接続を行う支持基板とを接合した後、前記圧電体が配設された振動板を支持する振動板支持基板または前記振動板支持基板の一部を除去することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１６】
前記配線分離層側に支持基板を接合したことを特徴とする請求項１５に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１７】
前記支持基板が前記配線分離層の表面に陽極接合されることを特徴とする請求項１６に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１８】
前記振動板の表面に前記圧電体の下部電極を形成し、前記下部電極の周囲に圧電体分離絶縁層で枠部を形成し、前記枠部内へ圧電体が埋め込まれることを特徴とする請求項１５〜１７の何れか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電体素子を用いたインクジェット記録ヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェット記録ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、インクジェット記録ヘッド（以下、単に「記録ヘッド」という場合がある）の複数のノズルから選択的にインク滴を吐出し、搬送されてくる記録紙等の記録媒体に文字や画像等を印刷するインクジェット記録装置は知られている。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置において、その記録ヘッドには圧電方式やサーマル方式等があるが、サーマル方式に用いる噴射素子（発熱体）に較べ、圧電方式に用いる圧電体は大きな（〜１０3倍）面積を有するため、記録ヘッドの高密度化・長尺化を図るため、圧電体をマトリックス状に配置する構成を検討している。
【０００４】
圧電体をマトリックス状に配置した場合、圧電体への給電方法は、大別して、圧電体側圧電体基板の裏面で電気接続を図る方法、例えば、圧電体の裏面にバンプを介してＦＰＣ接続を行う方法（特許文献１〜４）や、特許文献５の如く圧電体配列の隙間に電極配線を圧電体基板端部まで引き回し、駆動素子チップと接続する方法がある。
【０００５】
前者の場合、圧電体配列群を包含する面積と同程度のＦＰＣを用いる必要がありコストアップになる。また、多数の圧電体と電気接続する為の精度が要求され、歩留まりが低くなってしまう。特に、噴射素子数の増大に伴い、歩留まりの低下は顕著に現れてくる。例えば、１２００ｄｐｉ、１６行×１６０列＝２５６０ビットの圧電体に対して精度良くＦＰＣ（フレキシブルプリント配線基板）接続を行わなければならない。
【０００６】
また、上記方法の記録ヘッドでは、焼結圧電体をダイシング法やブラスト法により個々のビットに分離し、振動板に貼りあわせ作成されるが、圧電体形状の変動や、接着時に圧力室との位置ずれが生じる場合があり、飛翔性にバラツキが生じてしまう。
【０００７】
一方、後者（配線を基板上で引き回し駆動素子チップと接続する方法）の場合、マトリックス状圧電体配列の行数が増大すると、電極配線数に応じて圧電体配列間に配線領域を確保しなければならない。従って、圧電体面積を確保することが難しくなる。
【０００８】
また、圧電体を信号電極および共通電極で挟み配線引き回しを行う場合、引き回しの配線面積に応じた静電容量が付与される。このため、圧電体配設群の行毎で静電容量が異なり、動作領域に印加されるエネルギーに分布が発生してヘッド基板内での飛翔均一性が損なわれる。
【０００９】
さらに、上記の理由から圧電体を挟む上部電極と下部電極とは別に引き回し配線を設けることが望ましい。然るに、圧電体を厚く堆積して素子を形成する場合、圧電体の上部電極と引き回し配線の電気的接続を図る際圧電体の厚みに応じた段差が発生し、上記の電気的接続を難しくする。すなわち、電極配線の断線或いは短絡（ショート）を引き起こすことがある。
【００１０】
また、特許文献５では、振動板の一方の面に圧力室・ノズル等を形成し、他方の面に圧電体を形成しているが、低エネルギー化を図る為、振動板自体を〜数１０μｍ以下の薄肉とすることが望ましく、この場合、ヘッド全体として脆弱な構造体となってしまう。
【００１１】
特に、マトリックス状に圧電体を配列し記録ヘッドの長尺化を図る場合、圧電体数の増加、すなわち、基板面積の増大に伴い、製造時の歩留まりの低下（製造過程における破損等）を招いてしまう。
【特許文献１】特開２００３−６９１０３号公報
【特許文献２】特開２００３−２３１２５２号公報
【特許文献３】特許２７９１５４１号公報
【特許文献４】特開平８−２３８７６９号公報
【特許文献５】特開２００３−１５４６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記事実を考慮し、マトリックス状に配列された圧電体が高密度で構成され、小型化が実現可能であり、また、製造時の歩留まりを向上させることができるインクジェット記録ヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェット記録ヘッドの製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、液滴を吐出するノズルと、前記ノズルと連通し、液体が充填される圧力室と、前記圧力室の一部を構成する振動板と、前記振動板にマトリックス状に配置され、振動板を変位させる圧電体と、前記振動板の表面に面接し、前記圧電体の一方の極性となる下部電極と、前記圧電体の上面に設けられ、他方の極性となる上部電極と、を備え、前記上部電極と接続する引き回し配線が配設された配線分離層が積層されたこと特徴としている。
【００１４】
各圧電体に設けられた上部電極には、引き回し配線が接続されるが、この引き回し配線を圧電体と圧電体の隙間に配設する場合において、配線分離層が１階層のみの場合、圧電体の位置によっては、圧電体と圧電体の間に、複数の引き回し配線が同一平面上に並んで配設されることになる。
【００１５】
圧電体と圧電体の間には、引き回し配線自体の幅寸法、隣接する引き回し配線同士の隙間及び引き回し配線と圧電体との隙間が必要であり、引き回し配線の本数に比例して圧電体同士の間隔は広くなってしまう。
【００１６】
しかし、請求項１に記載の発明では、引き回し配線が配設された配線分離層を積層している。これにより、圧電体と圧電体の間で、同一平面上に配設された複数の引き回し配線を各層毎に配設することができ、圧電体と圧電体の間に配設される引き回し配線を１本にすることもできる。このため、圧電体同士の間隔を狭くすることができ、圧電体の高密度化及びインクジェット記録ヘッドの小型化に寄与することができる。
【００１７】
また、配線分離層を積層することで、圧電体同士の間隔を拡げる必要がなくなるため、圧電体同士の間隔を拡げるために圧電体の面積を狭くするという必要がなく、圧電体面積を確保することができる。
【００１８】
また、個々の圧電体とバンプを介してＦＰＣ（フレキシブルプリント配線基板）と電気的に接続する方法と比較して、インクジェット記録装置との外部接続の端子数を少なくすることができ、インクジェット記録ヘッドの長尺化、歩留まり改善、低コスト化を図ることができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記圧電体が配列される面が平滑化されていることを特徴としている。
【００２０】
請求項２に記載の発明では、圧電体が配列される面を平滑化することで、圧電体そのものの平滑化及び圧電体基板全体の平滑化を図ることができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記各配線分離層の引き回し配線を絶縁する層間絶縁層が前記配線分離層間に設けられ、配線分離層の少なくとも一つに前記引き回し配線が埋め込まれ表面が平滑化されたことを特徴としている。
【００２２】
例えば、引き回し配線が突設され配線分離層の表面に段部が生じた場合、各配線分離層の引き回し配線を絶縁する層間絶縁層が偏肉となり、特に段部の基部に層間絶縁層の薄肉部が生じてしまう恐れがある。この場合、他の階層の配線分離層に配線された引き回し配線との間で短絡の問題が生じてしまう。このため、請求項３に記載の発明では、配線分離層に引き回し配線を埋め込み、表面を平滑化することで、層間絶縁層の肉厚を均一にすることができ、前述の問題を解決することができる。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記圧電体の表面が平滑化されていることを特徴としている。
【００２４】
請求項４に記載の発明では、圧電体の表面を平滑化することで、上部電極との確実な電気的接続を図ることが出来る。
【００２５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記配線分離層が、前記振動板が振動する領域には設けられていないことを特徴とする
請求項５に記載の発明では、振動板が振動する領域において、配線分離層が設けられていないため、振動板の振動によって発生する圧力室の体積変化の効率を高めることができる。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記圧電体は堆積法によって形成されたことを特徴としている。
【００２７】
請求項７に記載の発明は、請求項７に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記圧電体はスパッタリング法、ＣＶＤ法、エアロゾル法又はソルゲル法のうち、何れか１つを用いて堆積されたことを特徴としている。
【００２８】
ここで、スパッタリング法とは、イオン衝撃によって被膜生成源(陰極)の表面から被膜材料(ターゲット)を構成する原子、分子が飛び出し、周囲の物体が被膜する結果となることで、これを利用して物体表面に薄膜を形成させる方法である。また、ＣＶＤ法とは、気相の分子を加熱した基板上に流し、熱分解反応などによる生成物を基板上に蒸着させる方法である。
【００２９】
さらに、エアロゾル法とは、音速の加速微粒子を基板に衝突させ、粒子の運動エネルギーを粒子と基板及び粒子間の接合エネルギーに変換する成膜方法のことであり、ソルゲル法とは、液体中に固体微粒子が均一に分散したゾル状態から微粒子間に引力相互作用が働き３次元網目構造へ発展したゲル状態を経て成膜する方法である。
【００３０】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の何れか１項に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記下部電極及び前記上部電極とは、別に引き回し配線が設けられたことを特徴としている。
【００３１】
請求項８に記載の発明では、圧電体の下部に位置する下部電極と圧電体の上部に位置する上部電極とは別に引き回し配線を設けることで、下部電極及び上部電極と引き回し配線の材料を変えることができ、引き回し配線自体の抵抗値を下げることができる。
【００３２】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記引き回し配線が、Ｃｕ又はＡｇであることを特徴としている。
【００３３】
Ｃｕ又はＡｇは固有抵抗値が２．０μΩｃｍ未満と低いため、請求項９に記載の発明では、引き回し配線をＣｕ又はＡｇとすることで、配線抵抗値を低く抑え、エネルギー効率を高めることができる。
【００３４】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９の何れか１項に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記圧電体は、前記振動板を変位させる動作領域と前記引き回し配線と電気的に接続される電極領域とで構成され、前記電極領域の面積を変えて圧電体の静電容量のバラツキを補正することを特徴としている。
【００３５】
圧電体毎の静電容量の変動は、圧電体に印加されるエネルギーの変動を誘起し、インクジェット記録ヘッド全体の均一な飛翔性を確保することが難しくなる。このため、請求項１０に記載の発明では、振動板の動作領域に影響を与えない、電極領域の面積を変えて圧電体の静電容量のバラツキを補正している。
【００３６】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記電極領域の長さを変えて前記圧電体の静電容量のバラツキを補正することを特徴としている。
【００３７】
請求項１２に記載の発明は、請求項１０に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記電極領域の幅を変えて前記圧電体の静電容量のバラツキを補正することを特徴としている。
【００３８】
請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１２の何れか１項に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、マトリックス状に配列された前記圧電体の各行で、液滴が吐出される記録媒体の搬送方向と直交する方向に沿って隣接する圧電体の位置がずれていることを特徴としている。
【００３９】
請求項１３に記載の発明では、マトリックス状に配列された圧電体の各行で、液滴が吐出される記録媒体の搬送方向と直交する方向に沿って隣接する圧電体の位置をずらすことで、圧電体を密に配置することができ、高い解像度を得ることができる。
【００４０】
請求項１４に記載の発明は、インクジェット記録装置において、請求項１〜１３の何れか１項に記載のインクジェット記録ヘッドを備えたことを特徴としている。
【００４１】
請求項１５に記載の発明は、インクジェット記録ヘッドの製造方法において、圧電体の上部電極と接続する引き回し配線が配設された配線分離層が積層された圧電体基板と前記圧電体基板と電気的接続を行う支持基板とを接合した後、前記圧電体が配設された振動板を支持する振動板支持基板または前記振動板支持基板の一部の領域を除去することを特徴としている。
圧電体基板と支持基板を接合する前に、振動板支持基板を除去した場合、圧電体基板には残留応力が発生し、その後ノズル等の作成過程で圧電体基板が破損してしまう恐れがある。このため、請求項１５に記載の発明では、圧電体基板と支持基板とを接合した後、振動板支持基板または振動板支持基板の一部を除去することで、ノズル等の作成過程で圧電体基板が破損しないようにしている。
【００４２】
請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法において、前記配線分離層側に支持基板を接合したことを特徴としている。
【００４３】
請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法において、前記支持基板が前記配線分離層の表面に陽極接合されることを特徴としている。
有機系等の接着剤を用いた場合、接着層に損傷を与えないようにするため、次過程で行われる圧力室、供給路、ノズル等の作成過程で温度等の制約が加わってしまう。このため、請求項１７に記載の発明では、特殊な接着剤を用いない陽極接合で支持基板を接合している。
【００４４】
請求項１８に記載の発明は、請求項１５〜１７の何れか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法において、前記振動板の表面に前記圧電体の下部電極を形成し、前記下部電極の周囲に圧電体分離絶縁層で枠部を形成し、前記枠部内へ圧電体が埋め込まれることを特徴としている。
【００４５】
比較的厚肉の圧電体の場合、エッチングにより精度良く描画することは困難である。このため、請求項１８に記載の発明では、下部電極の表面に圧電体分離絶縁層を設け、この圧電体分離絶縁層で枠体を形成し、この枠体内へ圧電体を埋め込んで圧電体を形成することで、圧電体の面積・形状の精度を向上させることができる。
【００４６】
従って、比較的厚い圧電体を用いた場合でも、圧電体を挟むサンドウィッチ構造の信号電極・共通電極の引き回し配線において、信号電極、圧電体及び共通電極を被覆する絶縁層の肉厚が不均一となることはなく、引き回し配線の断線或いは引き回し配線と共通電極等との短絡の恐れもない。
【００４７】
また、圧電体分離絶縁層に形成された枠体内へ圧電体を埋め込むことで、信号電極と共通電極の間に圧電体が常に介在し、信号電極と共通電極間に圧電体が介在した状態で電極配線として引き回しを行うことがないので、個々の圧電体素子の静電容量の変動や増大を招くことはない。さらに、圧力室に対する圧電体の位置を正確に位置決めすることができ、液体の飛翔性を均一にすることができる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明は、上記構成としたので、請求項１に記載の発明では、引き回し配線が配設された配線分離層を積層することで、圧電体と圧電体の間で、同一平面上に配設された複数の引き回し配線を各層毎に配設することができ、圧電体と圧電体の間に配設される引き回し配線を１本にすることもできる。このため、圧電体同士の間隔を狭くすることができ、圧電体の高密度化及びインクジェット記録ヘッドの小型化に寄与することができる。
【００４９】
また、配線分離層を積層することで、圧電体同士の間隔を拡げる必要がなくなるため、圧電体同士の間隔を拡げるために圧電体の面積を狭くするという必要がなく、圧電体面積を確保することができる。
【００５０】
また、個々の圧電体とバンプを介してＦＰＣ（フレキシブルプリント配線基板）と電気的に接続する方法と比較して、インクジェット記録装置との外部接続の端子数を少なくすることができ、インクジェット記録ヘッドの長尺化、歩留まり改善、低コスト化を図ることができる。
【００５１】
請求項２に記載の発明では、圧電体が配列される面を平滑化することで、圧電体そのものの平滑化及び圧電体基板全体の平滑化を図ることができる。請求項３に記載の発明では、配線分離層に引き回し配線を埋め込み、表面を平滑化することで、層間絶縁層の肉厚を均一にすることができ、他の階層の電極配線層に配線された電極配線との間で短絡の問題は生じない。
【００５２】
請求項４、６及び７に記載の発明では、圧電体の表面を平滑化することで、上部電極との確実な電気的接続を図ることが出来る。請求項５に記載の発明では、振動板が振動する領域において、配線分離層が設けられていないため、振動板の振動によって発生する圧力室の体積変化の効率を高めることができる。
【００５３】
請求項８に記載の発明では、圧電体の下部に位置する下部電極と圧電体の上部に位置する上部電極とは別に引き回し配線を設けることで、下部電極及び上部電極と引き回し配線の材料を変えることができ、引き回し配線自体の抵抗値を下げることができる。請求項９に記載の発明では、引き回し配線をＣｕ又はＡｇとすることで、配線抵抗値を低く抑え、エネルギー効率を高めることができる。
【００５４】
請求項１０〜１２に記載の発明では、振動板の動作領域に影響を与えない、電極領域の面積を変えて圧電体の静電容量のバラツキを補正している。請求項１３に記載の発明では、マトリックス状に配列された圧電体の各行で、液滴が吐出される記録媒体の搬送方向と直交する方向に沿って隣接する圧電体の位置をずらすことで、圧電体を密に配置することができ、高い解像度を得ることができる。
【００５５】
請求項１４に記載の発明では、請求項１〜１３の何れか１項に記載の効果を得ることができる。請求項１５及び１６に記載の発明では、圧電体基板と支持基板とを接合した後、振動板支持基板または振動板支持基板の一部を除去することで、ノズル等の作成過程で圧電体基板が破損しないようにしている。請求項１７に記載の発明では、特殊な接着剤を用いない陽極接合で支持基板を接合することで、次過程で行われる圧力室、供給路、ノズル等の作成過程で温度等の制約が加わることがないようにしている。
【００５６】
請求項１８に記載の発明では、下部電極の表面に圧電体分離絶縁層を設け、この圧電体分離絶縁層で枠体を形成し、この枠体内へ圧電体を埋め込んで圧電体を形成することで、圧電体の面積・形状の精度を向上させることができる。
【００５７】
従って、比較的厚い圧電体を用いた場合でも、圧電体を挟むサンドウィッチ構造の信号電極・共通電極の引き回し配線において、信号電極、圧電体及び共通電極を被覆する絶縁層の肉厚が不均一となることはなく、引き回し配線の断線或いは引き回し配線と共通電極等との短絡の恐れもない。
【００５８】
また、圧電体分離絶縁層に形成された枠体内へ圧電体を埋め込むことで、信号電極と共通電極の間に圧電体が常に介在し、信号電極と共通電極間に圧電体が介在した状態で電極配線として引き回しを行うことがないので、個々の圧電体素子の静電容量の変動や増大を招くことはない。さらに、圧力室に対する圧電体の位置を正確に位置決めすることができ、液体の飛翔性を均一にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例を基に詳細に説明する。
【００６０】
図１に示すように、インクジェット記録装置１０には、インクジェット記録ヘッド３２と、このインクジェット記録ヘッド３２に対向配置されたメンテナンス装置３０と、が備えられている。
【００６１】
インクジェット記録ヘッド３２は、図２に示すように、記録媒体Ｐの最大幅に対応する印字領域を有しており、インクジェット記録ヘッド３２を走査させることなく記録媒体Ｐの全幅に印字可能である。すなわち、インクジェット記録ヘッド３２の下を記録媒体Ｐが１回通過するだけで印字が完了する構成である。
【００６２】
一方、メンテナンス装置３０は、図示しないが、インクジェット記録ヘッド３２のノズル面３２Ａをキャップするキャップ部材と、ノズル面３２Ａをクリーニングするワイピング部材と、で構成されている。
【００６３】
このインクジェット記録装置１０では、搬送方向に４つのインクジェット記録ヘッド３２を配列し、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のインク滴を吐出する構成とすることによって、フルカラー印字可能な構成とすることができる。
【００６４】
以上のような構成のインクジェット記録装置１０において、次にインクジェット記録ヘッド３２について詳細に説明する。
【００６５】
図３にはインクジェット記録ヘッド３２の構成を示す説明図が示されている。ここでは、圧電部材３５が、２５６０ｂｉｔｓ（１６行×１６０列）のマトリックス状に配列されており、各行毎で列方向（記録媒体Ｐに沿って２１μｍシフトしている。これにより、１２００ｄｐｉの解像度を得ることができるようになっている。
【００６６】
２５６０ｂｉｔｓの圧電部材３５で構成される圧電体群４０は、隔壁４２によって区画されており、隔壁４２内にはインクが充填されるようになっている。また、圧電体群４０の幅方向の両端部には、支持基板４４の長手方向に沿って、複数の駆動チップ４６が等間隔で配設されている。
【００６７】
そして、各圧電部材３５を構成する信号電極層４８に接続された引き回し配線５０は、支持基板４４の長手方向に対して直交する方向（幅方向）へ引き回され、最終的に駆動チップ４６のパッドのピッチとの整合性を図り、電気的接続が行われる。ここで、引き回し配線５０の配線長を短くする為には、支持基板４４の幅方向で圧電部材３５を二つに分け、支持基板４４の幅方向に沿って引き回し配線５０を引き回す方が望ましい。
【００６８】
なお、ここでは、単に圧電部材３５と駆動チップ４６とを接続する引き回し配線５０の配線方向を説明するための図であり、本発明の引き回し配線５０の配線方法（いわゆる積層構造）とは異なるものである。
【００６９】
また、ここでは、圧電部材３５を２５６０ｂｉｔｓのマトリックス状に配列し、圧電部材３５の各行毎で列方向に沿って２１μｍシフトさせ、インクジェット記録ヘッド３２に対して記録紙Ｐが１回通過することで、記録紙Ｐには１２００ｄｐｉの画像が形成されることになるが、必ずしも、圧電部材３５の各行毎で列方向に沿ってシフトさせる必要はない。
【００７０】
例えば、インクジェット記録ヘッド３２を搬送される記録媒体Ｐの幅方向に沿って移動可能とし、インクジェット記録ヘッド３２に対して記録媒体Ｐが１回通過する毎に、インクジェット記録ヘッド３２を相対的にシフトさせることにより、記録媒体Ｐのｎ回の通過で所望の解像度が得られるようにしても良い。
【００７１】
次に、本発明の第１実施形態に係る記録ヘッドの構成について説明する。
【００７２】
図４には、本発明のインクジェット記録ヘッド３２の構成を示す概略平面図が示されており、圧電体３８が、２５６０ｂｉｔｓ（８行×３２０列）のマトリックス状に配列され（なお、ここでは、８行×８列分が図示されている）、各行毎で列方向に沿って２１μｍシフトしている。
【００７３】
図６には図４のＡ−Ａ線の断面図が示されており、振動板５２の上面に、圧電部材３５を構成する、共通電極層５６（下部電極）、圧電体３８及び信号電極層４８（上部電極）が順番に積層された状態が図示されている。
共通電極層５６は、図４に示すように、各圧電体３８の行毎に形成され、３２０ｂｉｔｓの圧電体３８に対して共通化されている。そして、共通電極層５６の端部で互いに接続されている。但し、必ずしもこの仕様に限るものではなく、例えば、行方向に伸びる１本の共通電極層５６を流れる電流密度が高い場合には、電極素材の劣化予防のため、１本の共通電極層５６を分割することも可能である。
【００７４】
一方、図３に示すように、各圧電部材３５と駆動チップ４６とを接続する引き回し配線５０は、支持基板４４の長手方向に沿って配列された圧電部材３５（圧電体３８という場合もある）と圧電部材３５との間（圧電部材３５の列間）を抜けて、支持基板４４の幅方向両端へ引き回される。
【００７５】
ここで、例えば、引き回し配線５０を１つの配線分離層のみで行った場合（図３参照）、第１行目（又は８行目）に位置する圧電部材３５の列方向の隙間を這う引き回し配線５０の数は、第１行目〜第４行目分（又は第５行目〜第８行目分）の４本となる。引き回し配線５０の幅は５μｍ、引き回し配線５０と圧電部材３５との間隔は１０μｍ必要であり、また、隣り合う引き回し配線５０同士の隙間は、５μｍ必要である。このため、圧電部材３５同士の列方向の間隔は、少なくとも５５μｍ必要となってしまう。
【００７６】
一方、図６に示すように、信号電極層４８から支持基板４４までの間を配線分離体５８とし、図４〜図８に示すように（但し、図６は図４のＡ−Ａ線の断面図、図７は図４のＢ−Ｂ線の断面図、図８は図４のＣ−Ｃ線の断面図であり、図７及び図８は圧電部材３５と配線分離体５８のみを図示している）、この配線分離体５８を配線分離層５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄの積層構造として、各配線分離層５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄ間には、層間絶縁層６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄを設けている。
【００７７】
そして、圧電体群４０を圧電体群４０の幅方向で二つに分け、配線分離層５８Ａには第４行目及び５行目に配置された圧電体３８用の引き回し配線５０Ａを行い、配線分離層５８Ｂには第３行目及び６行目に配置された圧電体３８用の引き回し配線５０Ｂを行う。また、配線分離層５８Ｃには第２行目及び７行目に配置された圧電体３８用の引き回し配線５０Ｃを行い、配線分離層５８Ｄには第１行目及び８行目に配置された圧電体３８用の引き回し配線５０Ｄを行う。
【００７８】
なお、引き回し配線５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄにおいて、特に区別する必要のない場合は符号を省略する。
【００７９】
各配線分離層５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄ間には、層間絶縁層６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄがそれぞれ設けられているため、配線分離層５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄ間での引き回し配線５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄの短絡の問題は生じない。
【００８０】
このように、各配線分離層５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄ毎に引き回し配線５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄを這わせるようにすることで、各配線分離層５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄで、隣接する圧電体３８間に配設される引き回し配線５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄを１本のみとすることができる。
【００８１】
このため、引き回し配線５０に必要とされる圧電体３８同士の列方向の間隔は、２５μｍとなり、引き回し配線５０を１つの配線分離層のみで行った場合の約４５％となり、圧電体３８の高密度化を実現することができると共に、インクジェット記録ヘッド３２の小型化に十分寄与することができる。
【００８２】
ここで、図１０に示すように、平面視にて圧電部材３５は略長方形状の長手方向両端部を角丸めした形状となっており、一端部側がノズル３６側となり、他端側からはパッド領域６４が圧電部材３５の長手方向に沿って延出し、振動板５２が変位するアクティブエリア（動作領域）７０からはみ出した状態となっている。
【００８３】
このパッド領域６４に各引き回し配線５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ（なお、ここでは引き回し配線５０Ａを図示する）の一端部がそれぞれ接続されることとなるが、引き回し配線５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄは、圧電部材３５のアクティブエリア７０を回避して配線される。
【００８４】
次に、本発明の第１実施形態に係る記録ヘッドの製造方法について説明する。但し、流路構造に関しては本発明とは関係がないため、説明を省略する。
【００８５】
図９（Ａ）に示すように、５２５μｍのＳｉ基板５４に１０μｍの熱酸化膜（以下、「振動板５２」という）を成膜し、振動板５２上に、スパッタリング法により、Ｔｉ２００Å／Ｉｒ２０００Åの堆積・描画を行い、共通電極層５６を形成した後、圧電体分離絶縁層７８を形成する。
【００８６】
具体的には、減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ：Ｌｏｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により、ＳｉＯ2 （あるいは同義語でＵＳＧ：Ｕｎ−Ｄｏｐｅｄ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）３０００Å、常圧ＣＶＤ法（ＡＰＣＶＤ：Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により、ＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏ−Ｐｈｏｓｐｈｏ−Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）１１μｍ、珪素窒化物ＳｉＮx５００Åを順じ堆積させ、リフロー過程により平滑化および緻密化を行う。この操作により、最終的に１０μｍの肉厚の圧電体分離絶縁層７８が形成される（仮想線部分）。
本実施例では、圧電体分離絶縁層７８にＳｉＯ2、ＢＰＳＧを用いたが、この他に、ＦＳＧ（Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）、Ｂｌａｃｋ  Ｄｉａｍｏｎｄ、ＦＤＬＣ（Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  Ｄｉａｍｏｎｄ−ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）、珪素酸窒化物（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ＯｘｙＮｉｔｒｉｄｅ）、ＵＳＧにＣを添加したＳｉＣＯ、ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏ−Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ−Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）等の無機絶縁素材が挙げられる。また、いくつかの素材を多層に積層することは有効な手段である。
【００８７】
ここで、圧電体分離絶縁層７８には、圧電体領域を規定する為の枠体としての開口８０を設け、この開口８０内に圧電体３８としてのＰＺＴ８２を埋め込む。本発明の実施例では、圧電体３８として比較的厚いＰＺＴ（Ｌｅａｄ  Ｚｉｒｃｏｎａｔｅ  Ｔｉｔａｎａｔｅ）を用い、このＰＺＴをエッチングにより精度良く描画することは難しく、圧電体分離絶縁層７８に開口された開口８０にＰＺＴ８２を埋め込む方法は有効な手段である。
【００８８】
具体的には、図９（Ｂ）に示すように、ＰＺＴ８２を高温雰囲気下に於けるスパッタリング法により１１μｍ堆積させ結晶化を行う。あるいは、低温雰囲気下でのスパッタリングの後、アニール処理を行うことも出来る。ここで、スパッタリング法によりＰＺＴ８２を堆積したが、この他、ＣＶＤ法、エアロゾル（Ａｅｒｏｓｏｌ）法、ソルゲル（Ｓｏｌ−Ｇｅｌ）法等の堆積法を用いることができる。なお、高温雰囲気下のアニールを行う場合には、瞬間熱アニール（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）が望ましい。
【００８９】
そして、その後、化学機械的研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）により、表面上のＰＺＴ８２を除去し、かつ、表面の平滑化を図り、圧電体３８を形成する。ＰＺＴ８２と圧電体分離絶縁層７８とでは、摩擦係数が異なり、圧電体分離絶縁層７８の方がＰＺＴ８２よりも大きい。このため、ＰＺＴ８２を研磨しているときに圧電体分離絶縁層７８に到達すると、摩擦力が増大する。これにより、不要なＰＺＴ８２が全て除去されたことが分かる。
【００９０】
このようにして、圧電体３８の表面を平滑化することで、圧電体３８に電圧を印加するため圧電体３８の上部に配置される信号電極層４８（後述する）の肉厚が均一となるようにして、信号電極層４８との確実な電気的接続を図ることが出来る。
【００９１】
次に、図９（Ｃ）に示すように、スパッタリング法により、Ｉｒ２０００Åを堆積および描画し、圧電体３８上に信号電極層４８を形成する。本形態では、圧電体３８の表面を完全に被覆するように、Ｉｒで信号電極層４８を描画している。
そして、図９（Ｄ）に示すように、層間絶縁層６０Ａとして、珪素窒化物ＳｉＮx５００Å、ＳｉＯ2７０００Å、ＳｉＮx５００Åを順じＣＶＤ法により積層した後、配線分離層５８Ａとして、ＳｉＯ2７０００Å、ＳｉＮx５００Åを順じＣＶＤ法により積層する。
【００９２】
ここで、層間絶縁層６０Ａは、他の圧電体３８と引き回し配線５０Ａとの絶縁層として機能し、配線分離層５８Ａは、引き回し配線５０Ａの配線分離絶縁層として機能する。また、珪素窒化物ＳｉＮxは、電極層の化学機械的研磨（ＣＭＰ）および、ＳｉＯ2エッチングの停止層（Ｅｔｃｈ  Ｓｔｏｐ）として機能すると共に、配線分離層５８Ａの元素種の拡散を防止するために堆積される。このため、ＳｉＮxは少なくとも１００Å以上の厚みにすることが望ましい。
【００９３】
次に、リソグラフィーおよびエッチングによって、層間絶縁層６０Ａ（ＳｉＮx５００Å、ＳｉＯ2７０００Å、ＳｉＮx５００Å）には、パッド領域６４（図１０参照）と配線分離層５８Ａ（ＳｉＮx ５００Å、ＳｉＯ2７０００Å）とを連通させる連通部８８を形成し、配線分離層５８Ａには、引き回し配線５０Ａが埋め込まれる溝部６２を形成する。
【００９４】
そして、配線分離層５８Ａの元素種の拡散を防止する障壁金属層として、タンタル窒化物（Ｔａ2Ｎ）２００Åおよび引き回し配線５０の種子層Ｃｕ１０００Åをスパッタリング法により、順じ堆積させる。
【００９５】
次に、図９（Ｅ）に示すように、電解鍍金法によりＣｕ電極層８４を連通部８８及び溝部６２内に埋め込む。ここで、配線分離層５８Ａの表面上に堆積したＣｕ電極層８４は、図９（Ｆ）に示すように、化学機械的研磨（ＣＭＰ）により除去し、配線分離層５８Ａの表面の平滑化を行う。これにより、電解鍍金法により端子６６Ａ及び引き回し配線５０Ａが形成され、さらに端子６６Ａ及び引き回し配線５０Ａを結晶化する為、アニール処理を行う。
【００９６】
この図９（Ｄ）〜（Ｆ）までの工程を再度繰り返し、２層目の配線分離層５８Ｂ、３層目の配線分離層５８Ｃ、４層目の配線分離層５８Ｄをそれぞれ形成する。
【００９７】
すなわち、図９（Ｇ）に示すように、層間絶縁層６０Ｂ（ＳｉＮx５００Å、ＳｉＯ2７０００Å、ＳｉＮx５００Å）及び配線分離層５８Ｂ（ＳｉＮx ５００Å、ＳｉＯ2７０００Å）を、順じＣＶＤ法により積層する。
【００９８】
次に、リソグラフィーおよびエッチングによって、層間絶縁層６０Ｂには、層間絶縁層６０Ａ及び配線分離層５８Ａを貫通しパッド領域６４と配線分離層５８Ｂを連通させる連通部８８を形成し、配線分離層５８Ｂには、引き回し配線５０Ｂが埋め込まれる溝部６２を形成する。
そして、障壁金属層として、タンタル窒化物２００Åおよび引き回し配線５０の種子層Ｃｕ１０００Åをスパッタリング法により、順じ堆積した後、図９（Ｈ）に示すように、電解鍍金法によりＣｕ電極層８４を連通部８８及び溝部６２内に埋め込む。
次に、配線分離層５８Ｂの表面上に堆積したＣｕ電極層８４を、図９（Ｉ）に示すように、化学機械的研磨により除去し、配線分離層５８Ｂの表面の平滑化を行う。これにより、電解鍍金法により端子６６Ｂ及び引き回し配線５０Ｂが形成され、さらに端子６６Ｂ及び引き回し配線５０Ｂを結晶化する為、アニール処理を行う。
【００９９】
次に、図９（Ｊ）に示すように，層間絶縁層６０Ｃ（ＳｉＮx５００Å、ＳｉＯ2７０００Å、ＳｉＮx５００Å）及び配線分離層５８Ｃ（ＳｉＮx ５００Å、ＳｉＯ2７０００Å）を、順じＣＶＤ法により積層する。
【０１００】
次に、リソグラフィーおよびエッチングによって、層間絶縁層６０Ｃには、層間絶縁層６０Ａ、配線分離層５８Ａ、層間絶縁層６０Ｂ及び配線分離層５８Ｂを貫通しパッド領域６４と配線分離層５８Ｃを連通させる連通部８８を形成し、配線分離層５８Ｃには、引き回し配線５０Ｃが埋め込まれる溝部６２を形成する。
そして、障壁金属層として、タンタル窒化物２００Åおよび引き回し配線５０の種子層Ｃｕ１０００Åをスパッタリング法により、順じ堆積した後、図９（Ｋ）に示すように、電解鍍金法によりＣｕ電極層８４を連通部８８及び溝部６２内に埋め込む。
そして、配線分離層５８Ｃの表面上に堆積したＣｕ電極層８４を、図９（Ｌ）に示すように、化学機械的研磨により除去し、配線分離層５８Ｃの表面の平滑化を行う。これにより、電解鍍金法により端子６６Ｃ及び引き回し配線５０Ｃが形成され、さらに端子６６Ｃ及び引き回し配線５０Ｃを結晶化する為、アニール処理を行う。
【０１０１】
次に、図９（Ｍ）に示すように，層間絶縁層６０Ｄ（ＳｉＮx５００Å、ＳｉＯ2７０００Å、ＳｉＮx５００Å）及び配線分離層５８Ｄ（ＳｉＮx ５００Å、ＳｉＯ2７０００Å）を、順じＣＶＤ法により積層する。
【０１０２】
次に、リソグラフィーおよびエッチングによって、層間絶縁層６０Ｄには、層間絶縁層６０Ａ、配線分離層５８Ａ、層間絶縁層６０Ｂ、配線分離層５８Ｂ、層間絶縁層６０Ｃ及び配線分離層５８Ｃを貫通しパッド領域６４と配線分離層５８Ｄを連通させる連通部８８を形成し、配線分離層５８Ｄには、引き回し配線５０Ｄが埋め込まれる溝部６２を形成する。
そして、障壁金属層として、タンタル窒化物２００Åおよび引き回し配線５０の種子層Ｃｕ１０００Åをスパッタリング法により、順じ堆積した後、図９（Ｎ）に示すように、電解鍍金法によりＣｕ電極層８４を連通部８８及び溝部６２内に埋め込む。
【０１０３】
次に、配線分離層５８Ｄの表面上に堆積したＣｕ電極層８４を、図９（Ｏ）に示すように、化学機械的研磨により除去し、配線分離層５８Ｄの表面の平滑化を行う。これにより、電解鍍金法により端子６６Ｄ及び引き回し配線５０Ｄが形成され、さらに端子６６Ｄ及び引き回し配線５０Ｄを結晶化する為、アニール処理を行う。配線分離層５８Ｄの表面の平滑化を図ることで、圧電体基板７４の平滑化を図ることができる。
このようにして、４層目の配線分離層５８Ｄを形成した後、配線分離層５８Ｄの表面にＳｉＯ2保護層６８を形成する。
ここで、本実施例では、障壁金属層にＴａ2Ｎを用いたが、Ｔａ、ＴａＳｉxＮy、ＴａＣx、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＷＮ、この他の高融点金属およびその窒化物・炭化物・炭窒化物等が障壁金属として有効である。
また、本実施例では、スパッタリング法により種子層を形成した後、電解鍍金法により引き回し配線５０（５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ）を形成したが、障壁金属層堆積後、電解鍍金法を使わずスパッタリング法あるいはＣＶＤ法により引き回し配線５０を埋め込むことも可能である。また、種子層の形成にはＣＶＤ法を用いても良い。
【０１０４】
次に、図９（Ｐ）に示すように、圧電体基板７４の保護層６８に、予め駆動チップ４６（図３参照）が実装され引き回し配線（図示省略）が配線された支持基板４４を接合させる。ここで、支持基板４４は平滑化されていれば所望の素材を選択することが可能であり、例えば、ステンレス、アルミニウム等の金属素材やガラス、アルミナ、ジルコニアセラミックス等の絶縁素材を用いることができる。また、接合には、特殊な接着剤を用いない陽極接合が望ましい。
【０１０５】
なお、ここではＳｉＯ2保護層６８に支持基板４４を接合させたが、平滑面に支持基板４４を陽極接合させることを目的とするため、必ずしも該保護層６８である必要はない。
【０１０６】
次に、図９（Ｑ）に示すように、エッチングにより、Ｓｉ基板５４の圧力室領域を取り除き、ノズルプレート８６を接合させると、図６に示すように、インクジェット記録ヘッド３２が完成する。なお、Ｓｉ基板５４を取り除き、圧力室領域が形成された圧力室プレートを振動板５２に接合させても良い。
【０１０７】
このようにして、製造されたインクジェット記録ヘッド３２では、駆動チップ４６により、所定のタイミングで圧電体３８に電圧が印加されると、振動板５２が上下方向に撓み変形し、これにより、圧力室７２内に充填されたインクが加圧されて、ノズル３６からインク滴が吐出する。
【０１０８】
次に、本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドの作用について説明する。
【０１０９】
図４〜６に示すように、信号電極層４８から支持基板４４まで間を引き回し配線部５８とし、この引き回し配線部５８を、配線分離層５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄの積層構造として、配線分離層５８Ａには、第４行目及び第５行目に配置された圧電体３８用の引き回し配線５０Ａを行い、配線分離層５８Ｂには、第３行目及び第６行目に配置された圧電体３８用の引き回し配線５０Ｂを行う。
【０１１０】
また、配線分離層５８Ｃには、第２行目及び第７行目に配置された圧電体３８用の引き回し配線５０Ｃを行い、配線分離層５８Ｄには、第１行目及び第８行目に配置された圧電体３８用の引き回し配線５０Ｄを行う。
【０１１１】
そして、各配線分離層５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄ間には、層間絶縁層６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄをそれぞれ設け、配線分離層５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄ間で引き回し配線５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄが短絡しないようにしている。
【０１１２】
このように、各配線分離層５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄ毎に引き回し配線５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄをそれぞれ這わせるようにすることで、各配線分離層５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄで、隣接する圧電体３８間に配設される引き回し配線５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄを１本のみとすることができる。このため、引き回し配線５０に必要とされる圧電体３８同士の列方向の間隔を、狭くすることができ、圧電体３８の高密度化及びインクジェット記録ヘッド３２の小型化に十分寄与することができる。
【０１１３】
また、配線分離体５８を積層構造とすることで、圧電体３８同士の間隔を拡げる必要がなくなるため、圧電体３８同士の間隔を拡げるために圧電体３８の面積を狭くするという必要がなく、圧電体３８の面積を確保することができる。
【０１１４】
さらに、図示はしないが、個々の圧電体とバンプを介してＦＰＣ（フレキシブルプリント配線基板）と電気的に接続する方法と比較して、インクジェット記録装置１０（図１参照）との外部接続の端子数を少なくすることができ、インクジェット記録ヘッド３２の長尺化、歩留まり改善、低コスト化を図ることができる。
【０１１５】
一方、本発明では、例えば、図９（Ｄ）〜（Ｏ）に示すように、各配線分離層５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄに、それぞれ引き回し配線５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄが埋め込まれる溝部６２を形成して、配線分離層５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄの表面を平滑化している。
【０１１６】
例えば、引き回し配線５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄが突設され配線分離層５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄの表面に段部が生じた場合、各配線分離層５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄの引き回し配線５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄを絶縁する層間絶縁層６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄが偏肉となり、特に段部の基部に層間絶縁層６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄの薄肉部が生じてしまう恐れがある。この場合、他の配線分離層５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄに配線された引き回し配線５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄとの間で短絡の問題が生じてしまう。
【０１１７】
このため、各配線分離層５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄに溝部６２を形成し、それぞれ引き回し配線５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄを埋め込むことで、配線分離層５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄの表面を平滑化し、層間絶縁層６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄの肉厚を均一にしている。これにより、前述の問題を解決することができる。但し、各配線分離層５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄにおいて、全て溝部６２を形成し、引き回し配線５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄを埋め込まなければならないということではない。
【０１１８】
また、圧電部材３５の共通電極層５６と信号電極層４８とは別に引き回し配線５０を設けることで、共通電極層５６及び信号電極層４８と引き回し配線５０の材料を変えることができ、引き回し配線５０自体の抵抗値を下げることができる。
【０１１９】
具体的には、引き回し配線５０の材料を、Ｃｕ又はＡｇとすることで、Ｃｕ又はＡｇは固有抵抗値が２．０μΩｃｍ未満と低いため、配線抵抗値を低く抑え、エネルギー効率を高めることができる。但し、これに限るものではなく、Ａｕ等１０μΩｃｍ以下の固有抵抗値を有する金属・合金が引き回し配線５０として可能である。
【０１２０】
ところで、圧電体３８毎の静電容量の変動は、圧電体３８に印加されるエネルギーの変動を誘起し、インクジェット記録ヘッド３２全体の均一な飛翔性を確保することが難しくなる。このため、図１０に示すように、パッド領域６４を圧電部材３５のアクティブエリア７０からはみ出させるように配置し、アクティブエリア７０に影響を及ぼさないパッド領域６４の面積を変えて圧電体３８の静電容量のバラツキを補正できるようにしている。
【０１２１】
これにより、圧電体３８毎の静電容量の変動を抑え、インクジェット記録ヘッド３２全体の均一な飛翔性を確保するできるようにしている。ここで、パッド領域６４の長さ或いは幅を変えて、圧電体３８の静電容量のバラツキを補正することができる。
【０１２２】
また、インクジェット記録ヘッド３２の製造方法において、図９（Ｐ）及び（Ｑ）に示すように、圧電体基板７４に支持基板４４を接合した後、Ｓｉ基板５４の圧力室領域を取り除いている。圧電体基板７４と支持基板４４を接合する前に、Ｓｉ基板５４の圧力室領域を除去した場合、圧電体基板７４には残留応力が発生し、その後ノズル３６等の作成過程で圧電体基板７４が破損してしまう恐れがある。このため、圧電体基板７４と支持基板４４とを接合した後、Ｓｉ基板５４の圧力室領域を除去することで、ノズルプレート８６の接合過程で圧電体基板７４が破損しないようにしている。
【０１２３】
ここで、圧電体基板７４の保護層６８と支持基板４４の接合時に、支持基板４４を陽極接合している。有機系等の接着剤を用いた場合、接着層に損傷を与えないようにするため、次過程で行われるＳｉ基板５４とノズルプレート８６（図６参照）との接合に温度等の制約が加わってしまう。このため、特殊な接着剤を用いない陽極接合で圧電体基板７４と支持基板４４を接合する。
【０１２４】
また、図９（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、圧電体分離絶縁層７８に、圧電体領域を規定する為の開口８０を設け、この開口８０内に圧電体３８としてのＰＺＴ８２を埋め込んでいる。本発明の実施例では、圧電体３８として比較的厚いＰＺＴを用いるため、このＰＺＴをエッチングにより精度良く描画することは難しい。このため、圧電体分離絶縁層７８に開口された開口８０にＰＺＴ８２を埋め込むことで、圧電体３８の面積・形状の精度を向上させることができる。
【０１２５】
また、圧電体３８を圧電体分離絶縁層７８に形成された開口８０内に埋め込むことで、信号電極層４８と共通電極層５６の間に圧電体３８が常に介在し、信号電極層４８と共通電極５６間に圧電体３８が介在した状態で引き回し配線５０の引き回しを行うことがないので、個々の圧電部材３５の静電容量の変動や増大を招くことはない。さらに、圧力室７２（図６参照）に対する圧電部材３５の位置を正確に位置決めすることができ、インクの飛翔性を均一にすることができる。
【０１２６】
次に、本発明の第２実施形態に係る記録ヘッドについて説明する。なお、第１実施形態と略同一の内容については、説明を割愛する。
【０１２７】
図１１に示すように、本発明では、１６行×１６０列＝２５６０ｂｉｔｓの圧電体が設けられ、各行で列方向に沿って２１μｍシフトさせることにより、１２００ｄｐｉの解像度を得ることができるようになっている（なお、図１１では、９行×９列分を図示し、また、便宜上、圧電体３８の各行を列方向にシフトさせていない状態で図示している）。
【０１２８】
ここで、信号電極層４８から支持基板４４までの間を配線分離体１００とし、図１１〜図１５に示すように（但し、図１３は図１１のＡ−Ａ線の断面図、図１４は図１１のＢ−Ｂ線の断面図、図１５は図１１のＣ−Ｃ線の断面図であり、図１４及び図１５は圧電部材３５と配線分離体１００のみを図示している）、配線分離体１００を配線分離層１００Ａ、１００Ｂの２層構造とし、各配線分離層１００Ａ、１００Ｂ間には、層間絶縁層６０Ａ、６０Ｂを設けている。
【０１２９】
配線分離層１００Ａには、第５、６、７、８行目に配置された圧電体３８用の引き回し配線１０２Ａを行い、配線分離層１００Ｂには、第１、２、３、４行目に配置された圧電体３８用の引き回し配線１０２Ｂを行い、平面視にて引き回し配線１０２Ａと引き回し配線１０２Ｂとが重なった状態となる。
【０１３０】
各配線分離層１００Ａ、１００Ｂ間には、層間絶縁層６０Ａ、６０Ｂがそれぞれ設けられているため、各配線分離層１００Ａ、１００Ｂ間で引き回し配線１０２Ａと引き回し配線１０２Ｂは短絡しない。
このように、配線分離体１００を配線分離層１００Ａ、１００Ｂの２層構造とすることで、圧電体３８と圧電体３８の列方向の隙間には、引き回し配線１０２Ａ或いは引き回し配線１０２Ｂが４本配列されることとなる。
【０１３１】
ここで、引き回し配線１０２の幅、引き回し配線１０２同士の間隔及び引き回し配線１０２と圧電体３８との間隔は、それぞれ５μｍ、５μｍ及び１０μｍ必要であるため、圧電体３８と圧電体３８の列方向の隙間は引き回し配線１０２が４本分で５５μｍとなる。
【０１３２】
第１実施形態と比較すると、圧電体３８と圧電体３８の列方向の隙間は大きくなるが、一つの引き回し配線部に８本の引き回し配線を配線する場合と比較すると、インクジェット記録ヘッド３２の小型化には十分寄与することができる。また、第１実施形態と比較すると、製造工程を大幅に削減することができ、コストダウンを図ることができる。
【０１３３】
次に、本発明の第３実施形態に係る記録ヘッドについて説明する。なお、第１実施形態又は第２実施形態と略同一の内容については、説明を割愛する。
【０１３４】
本発明では、図１６〜図１９に示すように（但し、図１７は図１６のＡ−Ａ線の断面図、図１８は図１７のＢ−Ｂ線の断面図、図１９は図１７のＣ−Ｃ線の断面図であり、図１８及び図１９は圧電部材３５と配線分離体１１２のみを図示している）、第１実施形態（図６〜図８参照）又は第２実施形態（図１３〜図１５参照）で、圧電体３８と圧電体３８との間に設けた圧電体分離絶縁層７８を除去している（図２０（Ｋ）、（Ｌ）参照）。
【０１３５】
つまり、振動板５２が振動する領域（アクティブエリア７０）において、圧電体分離絶縁層７８を除去することで、振動板５２の振動変位量を上げることができる。これにより、振動板５２の振動によって発生する圧力室７２の体積変化の効率を高めることができる。
【０１３６】
なお、共通電極層５６の下には、圧電体３８近傍の圧電体分離絶縁層７８を除去する際に必要となるエッチング停止層１１０を介在させ、圧電体分離絶縁層７８の除去処理を行う際に、振動板５２となる熱酸化膜を保護し、振動板５２に及ぶオーバーエッチングを阻止してくれる。
【０１３７】
次に、本発明の第３実施形態に係る記録ヘッドの製造方法について説明する。
【０１３８】
図２０（Ａ）に示すように、５２５μｍのＳｉ基板５４に１０μｍの熱酸化膜（以下、「振動板５２」という）を成膜し、振動板５２上に、珪素窒化物ＳｉＮx１０００Åを堆積・描画する。
【０１３９】
この珪素窒化物ＳｉＮx１０００Åは、アクティブエリア７０周辺の圧電体分離絶縁層７８を除去する際（図２０（Ｋ）、（Ｌ）参照）のエッチング停止層１１０であり（後述する）、少なくともアクティブエリア７０周辺の圧電体分離絶縁層７８が除去される領域を包含する領域に堆積・描画される。
【０１４０】
次に、スパッタリング法により、Ｔｉ２００Å／Ｉｒ２０００Åの堆積・描画を行い、共通電極層５６を形成した後、図２０（Ｂ）に示すように、圧電体分離絶縁層７８を形成する。
【０１４１】
そして、減圧ＣＶＤ法により、ＳｉＯ2 （あるいは同義語でＵＳＧ）３０００Å、常圧ＣＶＤ法により、ＢＰＳＧ１１μｍ、珪素窒化物ＳｉＮx５００Åを順じ堆積させ、リフロー過程により平滑化および緻密化を行う。この操作により、最終的に１０μｍの肉厚の圧電体分離絶縁層７８が形成される。
【０１４２】
なお、圧電体分離絶縁層７８には、ＳｉＯ2，ＢＰＳＧの他に、ＦＳＧ、Ｂｌａｃｋ  Ｄｉａｍｏｎｄ、ＦＤＬＣ、珪素酸窒化物、ＳｉＣＯ、ＰＳＧ、ＳＯＧ等の無機絶縁素材が挙げられる。また、いくつかの素材を多層に積層することは有効な手段である。
【０１４３】
ここで、圧電体分離絶縁層７８には、圧電体領域を規定する為の開口８０を設け、開口８０内にＰＺＴ８２をスパッタリング法により１１μｍ堆積し、アニール処理を行う。その後、化学機械的研磨ＣＭＰにより、図２０（Ｃ）に示すように、表面上のＰＺＴ８２を除去し、かつ、表面の平滑化を図る。なお、スパッタリング法の他、ＣＶＤ法、エアロゾル法、ソルゲル法等の堆積法を用いることができる。
【０１４４】
次に、スパッタリング法により、Ｉｒ２０００Åを堆積および描画し、圧電体３８上に信号電極層４８を形成する。そして、図２０（Ｄ）に示すように、層間絶縁層６０Ａとして、珪素窒化物ＳｉＮx５００Å、ＳｉＯ2７０００Å、ＳｉＮx５００Åを順じＣＶＤ法により積層した後、配線分離層１１２ＡとしてＳｉＯ2７０００Å、ＳｉＮx５００Åを順じＣＶＤ法により積層する。
【０１４５】
珪素窒化物ＳｉＮxは、電極層の化学機械的研磨（ＣＭＰ）および、ＳｉＯ2エッチング停止層として、また、配線分離層１１２Ａの元素種の拡散を防止するために堆積されるため、少なくとも１００Å以上の厚みにすることが望ましい。
【０１４６】
次に、上からＳｉＮx ５００Å、ＳｉＯ2７０００Å、ＳｉＮx５００Å、ＳｉＯ2７０００Å、ＳｉＮx５００Åをリソグラフィ−およびエッチングして、層間絶縁層６０Ａには、配線分離層１１２Ａとパッド領域６４とを連通させる連通部８８を形成し、配線分離層１１２Ａには、引き回し配線１１６Ａが埋め込まれる溝部６２を形成する。
【０１４７】
そして、障壁金属層として、タンタル窒化物２００Åおよび引き回し配線１１６Ａの種子層Ｃｕ１０００Åをスパッタリング法により、順じ堆積した後、図２０（Ｅ）に示すように、電解鍍金法によりＣｕ電極層８４を連通部８８及び溝部６２内に埋め込む。
【０１４８】
そして、配線分離層１１２Ａの表面上に堆積したＣｕ、Ｔａ2Ｎを、図２０（Ｆ）に示すように、化学機械的研磨により除去し、配線分離層１１２Ａの平滑化を行い、電解鍍金法により端子１１４Ａ及び引き回し配線１１６Ａを形成する。そして、端子１１４Ａ及び引き回し配線１１６Ａを結晶化する為、アニール処理を行う。
【０１４９】
次に、図２０（Ｇ）〜（Ｊ）に示すように、図２０（Ｄ）〜（Ｆ）までの工程を再度繰り返し、２層目の層間絶縁層６０Ｂ及び配線分離層１１２Ｂを形成し、端子１１４Ｂ及び引き回し配線１１６Ｂを形成した後、配線分離層１１２Ｂの表面にＳｉＯ2保護層６８を形成する。
【０１５０】
そして、図２０（Ｋ）、（Ｌ）に示すように、保護層６８の表面をマスク１１８で覆い、アクティブエリア７０上の保護層６８、配線分離体１１２及び圧電体分離絶縁層７８をエッチングにより除去する。このとき、アクティブエリア７０周辺５μｍ幅の圧電体分離絶縁層７８を除去するが、その際、図２０（Ａ）で堆積された最下層のエッチング停止層１１０によって、振動板５２に及ぶオーバーエッチングを阻止してくれる。
【０１５１】
また、信号電極層４８及び圧電体３８の周囲の層間絶縁層６０Ａ及び圧電体分離絶縁層７８については、信号電極層４８および圧電体３８の保護として残すようにするが、必ずしも、この限りではない。すなわち、アクティブエリア７０上の層間絶縁層６０Ａは除去してもかまわない。
【０１５２】
なお、本実施の形態では、駆動チップ４６から一番離れた位置にある圧電部材３５の引き回し配線５０を第１層目の配線分離層５８Ａに配列するようにしたが、配線分離体５８を積層構造として、配線分離体５８を複数の層に分けて、各層で引き回し配線を行うことができれば良いため、配線分離層と引き回し配線の対応は、これに限るものではない。
【０１５３】
また、上記実施例のインクジェット記録装置１０では、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のインクジェット記録ユニットがそれぞれ搭載され、それら各色のインクジェット記録ヘッド３２から画像データに基づいて選択的にインク滴が吐出されてフルカラーの画像が記録紙Ｐに記録可能となっているが、本発明におけるインクジェット記録は、記録紙Ｐ上への文字や画像の記録に限定されるものではない。
【０１５４】
すなわち、記録媒体は紙に限定されるものでなく、また、吐出する液体もインクに限定されるものではない。例えば、高分子フィルムやガラス上にインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルターを作成したり、溶接状態の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成するなど、工業的に用いられる液滴噴射装置全般に対して、本発明に係るインクジェット記録ヘッド３２を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置の概略斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置の概略側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドを示す底面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電体と引き回し配線を示す平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電体と引き回し配線を示す分解斜視図である。
【図６】図４のＡ−Ａ線の断面図である。
【図７】図４のＢ−Ｂ線の断面図である。
【図８】図４のＣ−Ｃ線の断面図である。
【図９−１】本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを製造する工程（Ａ）〜（Ｆ）を示す説明図である。
【図９−２】本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを製造する工程（Ｇ）〜（Ｌ）を示す説明図である。
【図９−３】本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを製造する工程（Ｍ）〜（Ｏ）を示す説明図である。
【図９−４】本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを製造する工程（Ｐ）〜（Ｑ）を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電体とパッド領域を示す平面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電体と引き回し配線を示す平面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電体と引き回し配線を示す分解斜視図である。
【図１３】図１１のＡ−Ａ線の断面図である。
【図１４】図１１のＢ−Ｂ線の断面図である。
【図１５】図１１のＣ−Ｃ線の断面図である。
【図１６】本発明の第３実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電体と引き回し配線を示す平面図である。
【図１７】図１６のＡ−Ａ線の断面図である。
【図１８】図１６のＢ−Ｂ線の断面図である。
【図１９】図１６のＣ−Ｃ線の断面図である。
【図２０−１】本発明の第３実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを製造する工程（Ａ）〜（Ｇ）を示す説明図である。
【図２０−２】本発明の第３実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを製造する工程（Ｈ）〜（Ｌ）を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１０      インクジェット記録装置
３２      インクジェット記録ヘッド
３５      圧電部材
３６      ノズル
３８      圧電体
４４      支持基板
４８      信号電極層（上部電極、圧電部材）
５０Ａ    引き回し配線
５０Ｂ    引き回し配線
５０Ｃ    引き回し配線
５０Ｄ    引き回し配線
５２      振動板
５４      Ｓｉ基板（振動板支持基板）
５６      共通電極層（下部電極、圧電部材）
５８      配線分離体
５８Ａ    配線分離層
５８Ｂ    配線分離層
５８Ｃ    配線分離層
５８Ｄ    配線分離層
６４      パッド領域（電極領域）
７０      アクティブエリア（動作領域）
７２      圧力室
７８      圧電体分離絶縁層
８０      開口
１００    配線分離体
１００Ａ  配線分離層
１００Ｂ  配線分離層
１０２Ａ  引き回し配線
１０２Ｂ  引き回し配線
１１２    配線分離体
１１２Ａ  配線分離層
１１２Ｂ  配線分離層
１１６Ａ  引き回し配線
１１６Ｂ  引き回し配線
【図１】
2006088676.tif 000003
【図２】
2006088676.tif 000004
【図３】
2006088676.tif 000005
【図４】
2006088676.tif 000006
【図５】
2006088676.tif 000007
【図６】
2006088676.tif 000008
【図７】
2006088676.tif 000009
【図８】
2006088676.tif 000010
【図９−１】
2006088676.tif 000011
【図９−２】
2006088676.tif 000012
【図９−３】
2006088676.tif 000013
【図９−４】
2006088676.tif 000014
【図１０】
2006088676.tif 000015
【図１１】
2006088676.tif 000016
【図１２】
2006088676.tif 000017
【図１３】
2006088676.tif 000018
【図１４】
2006088676.tif 000019
【図１５】
2006088676.tif 000020
【図１６】
2006088676.tif 000021
【図１７】
2006088676.tif 000022
【図１８】
2006088676.tif 000023
【図１９】
2006088676.tif 000024
【図２０−１】
2006088676.tif 000025
【図２０−２】
2006088676.tif 000026