(57)【要約】【課題】圧電体を効率よく変形させることができる圧電素子、液滴吐出ヘッド、画像形成装置及び液滴吐出ヘッドの製造方法を得る。【解決手段】上部電極５４を接地電位（ＧＮＤ）とし、下部電極５２に正電圧を印加するようにしている。つまり、圧電体４６の分極方向を規定することにより、圧電素子４５を効率良く使用し、プロセス中の温度においても分極が消極しないようにする。【選択図】図１４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板の表面に形成され、前記振動板を変位させる圧電素子の一方の極性となる下部電極と、
真空堆積法により前記下部電極の表面に形成され、撓み変形可能な圧電体と、
前記圧電体の表面に形成され、前記圧電素子の他方の極性となる上部電極と、
を備え、
前記圧電体の分極の向きが前記下部電極から前記上部電極へ向かう方向であることを特徴とする圧電素子。
【請求項２】
前記下部電極が個別電極であり、前記上部電極が共通電極であることを特徴とする請求項１に記載の圧電素子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の圧電素子と、
前記圧電素子が設けられた振動板で容積を可変する圧力室を形成する圧力室プレートと、
前記圧力室へ液体を供給する液体プール室と、
前記圧力室で加圧された液滴を吐出するノズルプレートと、
を備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項３に記載の液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドを駆動する駆動手段と、
を有し、
前記駆動手段は、前記下部電極に前記上部電極以上の高い電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
振動板の表面に、該振動板を変位させる圧電素子の一方の極性となる下部電極層を形成する下部電極層形成工程と、
前記下部電極層形成工程で形成された下部電極の表面に、撓み変形可能な圧電体層を真空堆積法で形成する圧電体層形成工程と、
前記圧電体層形成工程で形成された圧電体の表面に、前記圧電素子の他方の極性となる上部電極層を形成する上部電極層形成工程と、
前記上部電極層、圧電体層及び下部電極層をそれぞれパターニングするパターニング工程と、
を有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子、液滴吐出ヘッド及び画像形成装置及び液滴吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液滴吐出ヘッドの一例としてのインクジェット記録ヘッドの複数のノズルから選択的にインク滴を吐出し、記録用紙等の記録媒体に画像（文字を含む）等を記録するインクジェット記録装置（画像形成装置）は知られている。このようなインクジェット記録装置のインクジェット記録ヘッドは、圧力室を構成する振動板を変位させることによって、その圧力室内に充填されているインクをノズルから吐出させるようになっており、振動板上には振動板を変位させるための圧電素子が形成されている。
【０００３】
例えば、特許文献１、２では、振動板の表面に形成された圧電素子の下部電極を個別電極とし、圧電体を間に下部電極の反対側に位置する上部電極を共通電極として使用している。
【特許文献１】特開２００６−６０９６号公報
【特許文献２】特開２００２−２３４１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、圧電素子は直流高電圧で分極処理を施し、内部の自発分極の向きに方向性を与え、残留分極を持たせることにより圧電性を得ている。
【０００５】
本発明は、圧電体を効率よく変形させることができる圧電素子、液滴吐出ヘッド、画像形成装置及び液滴吐出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】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の液滴吐出ヘッドは、圧電素子において、振動板の表面に形成され、前記振動板を変位させる圧電素子の一方の極性となる下部電極と、真空堆積法により前記下部電極の表面に形成され、撓み変形可能な圧電体と、前記圧電体の表面に形成され、前記圧電素子の他方の極性となる上部電極と、を備え、前記圧電体の分極の向きが前記下部電極から前記上部電極へ向かう方向であることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の圧電素子において、前記下部電極が個別電極であり、前記上部電極が共通電極であることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、液滴吐出ヘッドにおいて、請求項１又は２に記載の圧電素子と、前記圧電素子が設けられた振動板で容積を可変する圧力室を形成する圧力室プレートと、前記圧力室へ液体を供給する液体プール室と、前記圧力室で加圧された液滴を吐出するノズルプレートと、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、画像形成装置において、請求項３に記載の液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドを駆動する駆動手段と、を有し、前記駆動手段は、前記下部電極に前記上部電極以上の高い電圧を印加することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、液滴吐出ヘッドの製造方法において、振動板の表面に、該振動板を変位させる圧電素子の一方の極性となる下部電極層を形成する下部電極層形成工程と、前記下部電極層形成工程で形成された下部電極の表面に、撓み変形可能な圧電体層を真空堆積法で形成する圧電体層形成工程と、前記圧電体層形成工程で形成された圧電体の表面に、前記圧電素子の他方の極性となる上部電極層を形成する上部電極層形成工程と、前記上部電極層、圧電体層及び下部電極層をそれぞれパターニングするパターニング工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、本構成を用いない場合と比べ、圧電素子を効率良く変形させることができ、また、使用中の圧電素子の温度安定性が高くなる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、圧電素子において、複数の駆動波形を容易に得ることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、圧電素子を効率良く変形させることができ、また、使用中の圧電素子の温度安定性が高い液滴吐出ヘッドを提供できる。
請求項４に記載の発明によれば、圧電素子を効率良く変形させることができ、また、使用中の圧電素子の温度安定性が高い液滴吐出ヘッドを用いた画像形成装置を提供できる。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、本構成を用いない場合と比べ、圧電素子を一体的に形成できるため、接合位置のズレ、接合部厚のばらつきなどによる、圧電素子の特性のばらつきを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の最良な実施の形態について、図面で示す実施例を基に詳細に説明する。なお、画像形成装置としてはインクジェット記録装置１０を例に採って説明する。したがって、液体はインク１１０とし、液滴吐出ヘッドはインクジェット記録ヘッド３２として説明をする。また、記録媒体は記録用紙Ｐとして説明をする。
【００１６】
インクジェット記録装置１０は、図１で示すように、記録用紙Ｐを送り出す用紙供給部１２と、記録用紙Ｐの姿勢を制御するレジ調整部１４と、インク滴を吐出して記録用紙Ｐに画像形成する記録ヘッド部１６及び記録ヘッド部１６のメンテナンスを行うメンテナンス部１８を備える記録部２０と、記録部２０で画像形成された記録用紙Ｐを排出する排出部２２とから基本的に構成されている。
【００１７】
用紙供給部１２は、記録用紙Ｐが積層されてストックされているストッカー２４と、ストッカー２４から１枚ずつ取り出してレジ調整部１４に搬送する搬送装置２６とから構成されている。レジ調整部１４は、ループ形成部２８と、記録用紙Ｐの姿勢を制御するガイド部材２９とを有しており、記録用紙Ｐは、この部分を通過することによって、そのコシを利用してスキューが矯正されるとともに、搬送タイミングが制御されて記録部２０に供給される。そして、排出部２２は、記録部２０で画像が形成された記録用紙Ｐを、排紙ベルト２３を介してトレイ２５に収納する。
【００１８】
記録ヘッド部１６とメンテナンス部１８の間には、記録用紙Ｐが搬送される用紙搬送路２７が構成されている（用紙搬送方向を矢印ＰＦで示す）。用紙搬送路２７は、スターホイール１７と搬送ロール１９とを有し、このスターホイール１７と搬送ロール１９とで記録用紙Ｐを挟持しつつ連続的に（停止することなく）搬送する。そして、この記録用紙Ｐに対して、記録ヘッド部１６からインク滴が吐出され、記録用紙Ｐに画像が形成される。メンテナンス部１８は、インクジェット記録ユニット３０に対して対向配置されるメンテナンス装置２１を有しており、インクジェット記録ヘッド３２に対するキャッピングや、ワイピング、更には、予備吐出や吸引等の処理を行う。
【００１９】
図２で示すように、各インクジェット記録ユニット３０は、矢印ＰＦで示す用紙搬送方向と直交する方向に配置された支持部材３４を備えており、この支持部材３４に複数のインクジェット記録ヘッド３２が取り付けられている。インクジェット記録ヘッド３２には、マトリックス状に複数のノズル５６が形成されており、記録用紙Ｐの幅方向には、インクジェット記録ユニット３０全体として一定のピッチでノズル５６が並設されている。
【００２０】
そして、用紙搬送路２７を連続的に搬送される記録用紙Ｐに対し、ノズル５６からインク滴を吐出することで、記録用紙Ｐ上に画像が記録される。なお、インクジェット記録ユニット３０は、例えば、いわゆるフルカラーの画像を記録するために、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応して、少なくとも４つ配置されている。
【００２１】
図３で示すように、それぞれのインクジェット記録ユニット３０のノズル５６による印字領域幅は、このインクジェット記録装置１０での画像記録が想定される記録用紙Ｐの用紙最大幅ＰＷよりも長くされており、インクジェット記録ユニット３０を紙幅方向に移動させることなく、記録用紙Ｐの全幅にわたる画像記録が可能とされている。
【００２２】
ここで、印字領域幅とは、記録用紙Ｐの両端から印字しないマージンを引いた記録領域のうち最大のものが基本となるが、一般的には印字対象となる用紙最大幅ＰＷよりも大きくとっている。これは、記録用紙Ｐが搬送方向に対して所定角度傾斜して（スキューして）搬送されるおそれがあるためと、縁無し印字の要望が高いためである。
【００２３】
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。なお、図４はインクジェット記録ヘッド３２の全体構成を示す概略平面図であり、図５は図４のＸ−Ｘ線断面図である。また、図６は、インクジェット記録ヘッド３２として切断される前の天板４０を示す概略平面図である。
【００２４】
図４及び図５で示すように、インクジェット記録ヘッド３２には、インクタンク（図示省略）と繋がるインク供給ポート３６が設けられており、そのインク供給ポート３６から注入されたインク１１０は、インクプール室（液体プール室）３８に貯留される。
【００２５】
インクプール室３８は天板４０と隔壁４２とによって、その容積が規定されており、インク供給ポート３６は、天板４０の所定箇所に複数、列状に穿設されている。また、列をなすインク供給ポート３６の間で、天板４０よりも内側のインクプール室３８内には、圧力波を緩和する樹脂膜製エアダンパー４４（後述する感光性ドライフィルム９６）が設けられている。
【００２６】
天板４０の材質は、例えばガラス、セラミックス、シリコン、樹脂等、インクジェット記録ヘッド３２の支持体になり得る強度を有する絶縁体であれば何でもよい。また、天板４０には、後述する駆動ＩＣ６０へ通電するための金属配線９０が設けられている。この金属配線９０は、樹脂膜９２で被覆保護されており、インク１１０による侵食が防止されるようになっている。
【００２７】
隔壁４２は樹脂（後述する感光性ドライフィルム９８）で成形され、インクプール室３８を矩形状に仕切っている。また、インクプール室３８は、圧電素子４５と、その圧電素子４５によって上下方向に撓み変形させられる振動板４８を介して、圧力室５０と上下に分離されている。つまり、圧電素子４５及び振動板４８が、インクプール室３８と圧力室５０との間に配置される構成とされ、インクプール室３８と圧力室５０とが同一水平面上に存在しないように構成されている。
【００２８】
したがって、圧力室５０を互いに接近させた状態に配置することが可能であり、ノズル５６をマトリックス状に高密度に配設することが可能となっている。
【００２９】
振動板４８は、Ｐｌａｓｍａ−Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（Ｐ−ＣＶＤ）法により、ゲルマニウム（Ｇｅ）が添加されたシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）の上下に、不純物が何も添加されていないＳｉＯ２膜が積層されて構成された３層構造とされ、少なくとも上下方向に弾性を有し、圧電素子４５に通電されると（電圧が印加されると）、上下方向に撓み変形する（変位する）構成になっているが、この他にも振動板としてシリコンとシリコン酸化膜の積層膜などを採用してもよい。この場合、ＳＯＩウエハをベース基板として用いて振動板を作製する。なお、振動板４８の厚さは、安定した剛性を得るために、１μｍ以上２０μｍ以下（１μｍ〜２０μｍ）とされている。
【００３０】
また、圧電素子４５は、圧力室５０毎に振動板４８の上面に設けられている。圧電素子４５を構成する圧電体４６の下面には、圧電素子４５の一方の極性となる下部電極５２が配置され、圧電体４６の上面には他方の極性となる上部電極５４が配置されている。
【００３１】
そして、上部電極５４、圧電体４６及び下部電極５２は、保護膜としての低透水性絶縁膜（以下「ＳｉＯｘ膜」という）８０で被覆保護されている。圧電素子４５を被覆保護しているＳｉＯｘ膜８０は、水分透過性が低くなる条件で着膜するため、水分が圧電素子４５の内部に侵入して信頼性不良となること（圧電体４６としてのＰＺＴ膜６５内の酸素を還元することにより生ずる圧電特性の劣化）を防止できる。
【００３２】
更に、低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０の上面及び金属配線８６、８７は、樹脂保護膜８８で被覆保護され、インク１１０による侵食が防止されるようになっている。
【００３３】
また、圧電素子４５の上方は、樹脂保護膜８８を薄くしており、圧電素子４５（振動板４８）の変位阻害が防止されるようになっている（上下方向に好適に撓み変形可能とされている）。つまり、圧電素子４５の上方の樹脂層は、薄い方がより変位阻害の抑制効果が高くなるので、樹脂保護膜８８を薄くしている。さらに、圧電素子４５上方に位置する樹脂保護膜８８の上面には、圧電素子４５に対面するようにして、圧力波を緩和する樹脂膜製エアダンパー４４（後述する感光性ドライフィルム９６）が設けられている。
【００３４】
一方、駆動ＩＣ６０は、隔壁４２で規定されたインクプール室３８の外側で、かつ天板４０と振動板４８との間に配置されており、振動板４８や天板４０から露出しない（突出しない）構成とされている。したがって、インクジェット記録ヘッド３２の小型化が実現可能となっている。
【００３５】
また、その駆動ＩＣ６０の周囲は樹脂材５８で封止されている。この駆動ＩＣ６０を封止する樹脂材５８の注入口４０Ｂは、図６で示す、製造段階における天板４０において、各インクジェット記録ヘッド３２を仕切るように格子状に複数個穿設されており、後述する圧電素子基板７０の形成後、樹脂材５８によって封止された（閉塞された）注入口４０Ｂに沿って天板４０を切断することにより、マトリックス状のノズル５６（図４参照）を有するインクジェット記録ヘッド３２が１度に複数個製造される構成になっている。
【００３６】
また、この駆動ＩＣ６０の下面には、図５、図７で示すように、複数のバンプ６２がマトリックス状に所定高さ突設されており、圧電素子基板７０に配設された金属配線８６、８７にフリップチップ実装されるようになっている。したがって、圧電素子４５に対する高密度接続が容易に実現可能であり、駆動ＩＣ６０の高さの低減を図ることができる（薄くすることができる）。これによっても、インクジェット記録ヘッド３２の小型化が実現可能となっている。なお、ここでは、上部電極５４と接続する金属配線８６側が接地電位となっている（後述する）。
【００３７】
さらに、図５において、駆動ＩＣ６０の外側には、バンプ６４が設けられている。このバンプ６４は、天板４０に設けられる金属配線９０と、圧電素子基板７０に設けられた金属配線８７とを接続しており、当然ながら、圧電素子基板７０に実装された駆動ＩＣ６０の高さよりも高くなるように設けられている。
【００３８】
したがって、インクジェット記録装置１０の本体側の駆動装置１１（図１参照）から天板４０の金属配線９０に通電され、その天板４０の金属配線９０からバンプ６４を経て金属配線８７に通電されて、そこから駆動ＩＣ６０に通電される構成である。そして、この駆動ＩＣ６０により、所定のタイミングで圧電素子４５に電圧が印加され、振動板４８が上下方向に撓み変形することにより、圧力室５０内に充填されたインク１１０が加圧されて、ノズル５６からインク滴が吐出する構成である。
【００３９】
インク滴を吐出するノズル５６は、圧力室５０毎に１つずつ、その所定位置に設けられている。圧力室５０とインクプール室３８とは、圧電素子４５を回避するとともに、振動板４８を貫通するインク流路６６と、圧力室５０から図５において水平方向へ向かって延設された連通路１１５とが繋がることによって接続されている。
【００４０】
以上のような構成のインクジェット記録ヘッド３２において、次に、その製造工程について、図８〜図１１を基に詳細に説明する。図８で示すように、このインクジェット記録ヘッド３２は、圧力室プレートとしてのシリコン基板７２の上面に圧電素子基板７０を作製し、そして、シリコン基板７２の下面にノズルプレート７４（ノズルフィルム６８）を接合（貼着）することによって製造される。
【００４１】
図９−１（Ａ）で示すように、まず、シリコン基板７２を用意する。そして、図９−１（Ｂ）で示すように、Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ（ＲＩＥ）法により、そのシリコン基板７２の圧力室５０となる領域に開口部７２Ａを形成する。具体的には、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング、ＲＩＥ法によるエッチング、酸素プラズマによるレジスト剥離である。
【００４２】
次いで、図９−１（Ｃ）で示すように、ＲＩＥ法により、そのシリコン基板７２の連通路１１５となる領域に溝部７２Ｂを形成する。具体的には、上記と同様に、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング、ＲＩＥ法によるエッチング、酸素プラズマによるレジスト剥離である。これにより、圧力室５０と連通路１１５とからなる多段構造が形成される。
【００４３】
その後、図９−１（Ｄ）で示すように、連通路１１５を構成する開口部７２Ａと、圧力室５０を構成する溝部７２Ｂに、スクリーン印刷法により、ガラスペースト７６を充填する（埋め込む）。スクリーン印刷法を用いると、深い開口部７２Ａや溝部７２Ｂでも確実にガラスペースト７６を埋め込むことができるので好ましい。
【００４４】
また、このガラスペースト７６は、熱膨張係数が、１×１０−６／℃〜６×１０−６／℃であり、軟化点は、５５０℃〜９００℃である。この範囲のガラスペースト７６を使用することで、ガラスペースト７６にクラックや剥離が発生するのを防止でき、更には、圧電素子４５や振動板４８となる膜に形状歪みが発生するのを防止できる。
【００４５】
ガラスペースト７６を充填後、シリコン基板７２を、例えば８００℃で１０分間、加熱処理する。このガラスペースト７６の硬化熱処理に使用する温度は、後述する圧電素子４５の成膜温度（例えば５５０℃）や振動板４８の成膜温度（例えば７００℃）よりも高い温度である。これにより、振動板４８及び圧電素子４５の成膜工程において、ガラスペースト７６に高温耐性ができる。
【００４６】
つまり、少なくともガラスペースト７６を硬化熱処理した温度までは、後工程で使用可能となるので、後工程での使用温度の許容範囲が広がる。その後、シリコン基板７２の上面（表面）を研磨して余剰ガラスペースト７６を除去し、その上面（表面）を平坦化する。これにより、圧力室５０及び連通路１１５となる領域上にも薄膜等を精度よく形成することが可能となる。
【００４７】
次に、図９−２（Ｅ）で示すように、シリコン基板７２の上面（表面）に、スパッタ法により、ゲルマニウム（Ｇｅ）膜７８（膜厚１μｍ）を成膜する。このＧｅ膜７８は、後工程でガラスペースト７６をフッ化水素（ＨＦ）溶液でエッチング除去するときに、振動板４８（ＳｉＯ２膜）が一緒にエッチングされないように保護するエッチングストッパー層として機能する。なお、このＧｅ膜７８は、蒸着やＣＶＤ法でも成膜できる。また、エッチングストッパー層としては、シリコン（Ｓｉ）膜も使用できる。
【００４８】
そして、図９−２（Ｆ）で示すように、そのＧｅ膜７８の上面に振動板４８の一部となる薄膜、即ち不純物が何も添加されていないＳｉＯ２膜（膜厚０．４μｍ）をＰ−ＣＶＤ法により成膜し、次いで、振動板４８の一部となる薄膜、即ちＧｅが添加されたＳｉＯ２膜（膜厚９．２μｍ）をＰ−ＣＶＤ法により成膜し、更に、振動板４８の一部となる薄膜、即ち不純物が何も添加されていないＳｉＯ２膜（膜厚０．４μｍ）をＰ−ＣＶＤ法により成膜する。
【００４９】
具体的には、酸素（Ｏ２）及びシリコン（Ｓｉ）原料を含むガス、例えばテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、シラン（ＳｉＨ４）の何れかを含むガスに、アルコキシド系のガスであるテトラメチルゲルマニウム（ＴＭＧｅ）を添加することにより成膜する。なお、このとき、Ｇｅが添加されたＳｉＯ２膜の厚さが、振動板４８全体の厚さの１／２以上となるようにする。
【００５０】
こうして、ＳｉＯ２膜を連続して成膜したら、窒素（Ｎ２）雰囲気下で１時間、これ以降の工程における最高温度よりも高い温度、例えば７００℃でアニール（熱処理）する。７００℃でアニールすると、振動板４８の応力値が数十ＭＰａ増加するが、一度アニールすることにより、それ以上に応力（ストレス）が変化しないようにできる。なお、アニール温度は７００℃に限定されるものではなく、６００℃以上１１００℃以下（６００℃〜１１００℃）であればよい。
【００５１】
ＳｉＯ２膜を成膜してアニールし、３層構造の振動板４８を形成したら、図９−２（Ｇ）で示すように、スパッタ法により、例えば厚み０．５μｍ程度のＩｒとＴｉとの積層膜（下部電極層）６３を振動板４８の上面に成膜する（下部電極層形成工程）。
【００５２】
そして、図９−２（Ｈ）で示すように、下部電極５２となる積層膜６３の上面に、圧電体４６の材料であるＰＺＴ膜（圧電体層）６５をスパッタ法で積層（成膜）した（圧電体層形成工程）後、上部電極５４となるＩｒ膜（上部電極層）６７をスパッタ法で積層（成膜）する（上部電極層形成工程）。その後、図９−２（Ｉ）で示すように、ＰＺＴ膜６５及びＩｒ膜６７をパターニングし、圧電体４６及び上部電極５４を形成する。
【００５３】
具体的には、ＰＺＴ膜スパッタ（膜厚５μｍ）、Ｉｒ膜スパッタ（膜厚０．５μｍ）、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング（Ｃｌ２系又はＦ系のガスを用いたドライエッチング）、酸素プラズマによるレジスト剥離である。下部電極５２及び上部電極５４の材料としては、圧電体４６であるＰＺＴ材料との親和性が高く、耐熱性がある、例えばＩｒ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｔａ、ＰｔＯ２、ＴａＯ４、ＩｒＯ２等が挙げられる。また、ＰＺＴ膜６５の成膜温度は５５０℃であり、ＰＺＴ膜６５の積層（成膜）には、ＡＤ法、ゾルゲル法等も用いることが可能である。
【００５４】
次に、図９−３（Ｊ）で示すように、振動板４８の上面に積層された積層膜６３をパターニングする。具体的には、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング、ＲＩＥ法による（Ｃｌ２系のガスを用いた）ドライエッチング、酸素プラズマによるレジスト剥離である。なお、ドライエッチングでは、振動板４８において、下部電極５２の下部以外の領域を薄肉化する。
【００５５】
このように、圧電素子４５を形成する過程では、シリコン基板７２に、ＳｉＯ２にて振動板４８を形成し、その上面にＩｒとＴｉとの積層膜６３（下部電極５２）を形成する。そして、該積層膜６３の上面にＰＺＴ膜６５（圧電体４６）を形成し、さらにＰＺＴ膜６５の上面にＩｒ膜６７（上部電極５４）を形成して、５層構造のプレートを作成する。そして、上部電極５４、圧電体４６及び下部電極５２をそれぞれパターニングすることで、圧電素子４５が形成される。
【００５６】
次に、図９−３（Ｋ）で示すように、表面に露出している上部電極５４の上面、圧電体４６の端面、下部電極５２の上面及び振動板４８の端面に保護膜として低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０を積層する。
【００５７】
なお、ここでは保護膜としてＳｉＯｘ膜８０（シリコン酸化膜）を用いたが、ＳｉＮｘ膜（シリコン窒化膜）、ＳｉＯｘＮｙ膜等であってもよい。また、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ−Ｏｎ−Ｇｌａｓｓ）や、Ｔａ、Ｔｉ等の金属膜、ＴａＯ２、Ｔａ２Ｏ５等の金属酸化膜、樹脂膜等でもよく、更にはそれらの単層膜ではなく、それらを組み合わせた複数層膜にしてもよい。酸化膜、窒化膜、ＳＯＧ、金属膜、金属酸化膜は、絶縁性、耐湿性、膜層間の段差抑制（緩和）に優れ、中でも酸化膜、窒化膜、ＳＯＧ、金属膜は、耐薬品（インク）性においても優れる。
【００５８】
そして、図９−３（Ｌ）で示すように、ドライエッチング加工によって、インクプール室３８と圧力室５０から図５において水平方向へ向かって延設された連通路１１５とを繋げるインク流路６６を構成するインク供給口８３を形成し、更に、ドライエッチング加工によって、上部電極５４に金属配線８６（図５参照）を接続するための開口８４（コンタクト孔）と、下部電極５２に金属配線８７を接続するための開口８５（コンタクト孔）を形成する。
【００５９】
次いで、図９−４（Ｍ）で示すように、開口８４内の上部電極５４と、開口８５内の下部電極５２及び低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０の上面に金属膜を積層し、金属配線８６、８７をパターニングする。具体的には、スパッタ法にてＡｌ膜（厚さ１μｍ）を着膜する、ホトリソグラフィー法でレジストを形成する、塩素系のガスを用いたＲＩＥ法にてＡｌ膜をエッチングする、酸素プラズマにてレジスト膜を剥離する、という加工を行う。
【００６０】
そして更に、図９−４（Ｎ）で示すように、金属配線８６、８７及びＳｉＯｘ膜８０の上面に樹脂保護膜８８をパターニングする。具体的には、ＳｉＯｘ膜に樹脂保護膜８８を構成する感光性樹脂を塗布し、露光・現像することでパターンを形成し、最後にキュアする。このとき、樹脂保護膜８８にインク流路６６を形成しておく。また、樹脂保護膜８８を構成する感光性樹脂は、ポリイミド系、ポリアミド系、エポキシ系、ポリウレタン系、シリコーン系等、耐インク性を有していればよい。また、このとき、圧電素子４５の上方で、金属配線８６がパターニングされていない部位には、樹脂保護膜８８を薄くする。このため、樹脂保護膜８８をパターニングした後、ドライエッチング加工によって所定の部位に凹部１１２Ａを形成する。
【００６１】
なお、この樹脂保護膜８８は、後述する隔壁４２（感光性ドライフィルム９８）とも同種の樹脂材料となっているため、この隔壁４２（感光性ドライフィルム９８）に対する接合力も強固になっている。したがって、その界面からのインク１１０の侵入がより一層防止される構成である。また、このように、同種の樹脂材料で構成されると、それらの熱膨張率が略等しくなるので、熱応力の発生が少なくて済む利点もある。
【００６２】
図９−５（Ｏ）で示すように、凹部１１２Ａの周壁に、マトリックス状に配置された各圧電素子４５に対面するように感光性ドライフィルム９６（例えば、日立化成工業株式会社製Ｒａｙｔｅｃ  ＦＲ−５０２５：２５μｍ厚）を露光・現像によりパターニングする（架設する）。この感光性ドライフィルム９６が圧力波を緩和するエアダンパー４４となる。
【００６３】
次に、図９−５（Ｐ）で示すように、樹脂保護膜８８が積層されず、金属配線８６、８７が露出している箇所にバンプ６２を形成し、該バンプ６２を介して駆動ＩＣ６０をフリップチップ実装する。このとき、駆動ＩＣ６０は、予め半導体ウエハプロセスの終りに実施されるグラインド工程にて、所定の厚さ（７０μｍ〜３００μｍ）に加工されている。駆動ＩＣ６０が厚すぎると、図５で示す隔壁４２のパターニングやバンプ６４の形成が困難になったりする。この駆動ＩＣ６０を金属配線８６、８７にフリップチップ実装するためのバンプ６２の形成方法には、電界メッキ、無電界メッキ、ボールバンプ、スクリーン印刷等が適用できる。こうして、圧電素子基板７０が製造される。
【００６４】
次に、図１０−１（Ａ）で示すように、樹脂保護膜８８が積層されず、金属配線８７が露出している箇所にメッキ法等でバンプ６４を形成する。このバンプ６４を、天板４０に設けられた金属配線９０（図５参照）と電気的に接続するため、図１０−１（Ｂ）で示す感光性ドライフィルム９８（隔壁４２）よりもその高さが高くなるように形成される。
【００６５】
そして、図１０−１（Ｂ）で示すように、樹脂保護膜８８の所定位置に感光性ドライフィルム９８（１００μｍ厚）を積層して露光・現像によりパターニングする。この感光性ドライフィルム９８がインクプール室３８（図５参照）を規定する隔壁４２となる。なお、隔壁４２は、感光性ドライフィルム９８に限定されるものではなく、樹脂塗布膜（例えば、化薬マイクロケム社のＳＵ−８レジスト）としてもよい。このときには、スプレー塗布装置にて塗布し、露光・現像をすればよい。
【００６６】
隔壁４２とバンプ６４が形成された後、図１０−２（Ｃ）で示すように、駆動ＩＣ６０周りに封止用樹脂材５８（例えば、エポキシ樹脂）を注入する。このように樹脂材５８を注入して駆動ＩＣ６０を封止すると、駆動ＩＣ６０を水分等の外部環境から保護できるとともに、圧電素子基板７０と天板４０との接着強度を向上させることができ、更には、後工程でのダメージ、例えば、できあがった圧電素子基板７０をダイシングによってインクジェット記録ヘッド３２に分割する際の水や研削片によるダメージを回避することができる。
【００６７】
次に、図１０−２（Ｄ）で示すように、隔壁４２、バンプ６４及び封止用樹脂材５８上に樹脂膜９２（例えば、富士フイルムアーチ社製の感光性ポリイミド  Ｄｕｒｉｍｉｄｅ７３２０）を積層してパターニングする。そして、図１０−３（Ｅ）で示すように、樹脂膜９２の表面をエッチングし凹部９２Ａを形成し、図１０−４（Ｆ）で示すように、該凹部９２Ａ内に金属配線９０を積層してパターニングする。具体的には、スパッタ法によるＡｌ膜（厚さ１μｍ）の着膜、ホトリソグラフィー法によるレジストの形成、塩素系のガスを用いたＲＩＥ法によるＡｌ膜のエッチング、酸素プラズマによるレジスト膜の剥離である。
【００６８】
次に、図１０−４（Ｇ）で示すように、樹脂膜９２及び金属配線９０にガラス板を支持体とする天板４０を熱圧着（例えば３５０℃、２ｋｇ／ｃｍ２で２０分間）により結合（接合）させる。なお、この天板４０には、予めインクタンク（図示省略）と繋がるインク供給ポート３６を所定箇所に形成しておく。具体的には、ホトリソグラフィー法で感光性ドライフィルムのレジストをパターニングし、このレジストをマスクとしてサンドブラスト処理を行って開口を形成した後、そのレジストを酸素プラズマにて剥離する。
【００６９】
次に、図１１−１（Ａ）で示すように、シリコン基板７２に充填した（埋め込んだ）ガラスペースト７６を、ＨＦを含む溶解液によって選択的にエッチング除去する。このとき、振動板４８は、Ｇｅ膜７８によりＨＦ溶液から保護されるため、エッチングされることはない。つまり、このＧｅ膜７８は、上記したように、ガラスペースト７６をＨＦ溶液でエッチング除去する際に、振動板４８が一緒にエッチング除去されてしまうのを防止するエッチングストッパー層として機能する。
【００７０】
なお、ここではガラスペースト７６の除去に、ＨＦを含んだ液体を用いたが、ガラスペースト７６の除去には、ＨＦを含んだガスや蒸気を使用してもよい。エッチング液を狭い入口から供給する場合には、被エッチング材（この場合はガラスペースト７６）をエッチングした際に発生する気泡が抜けなかったり、新しいエッチング液との置換ができなかったりするため、エッチングの進行が阻害されることがある。ガスや蒸気を用いると、このような不具合は起きないため、上記のような場合には、ガスや蒸気とした方が好ましい。
【００７１】
Ｇｅ膜７８の溶解液、例えば６０℃に加熱した過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を圧力室５０側から供給して、Ｇｅ膜７８の一部をエッチングして除去する。この段階で圧力室５０及び連通路１１５が完成する。Ｇｅ膜７８をエッチング除去したら、圧力室５０及び連通路１１５を形成した部位以外では、Ｇｅ膜７８が残ったままとなるが、特に問題はない。
【００７２】
そして、図１１−２（Ｂ）で示すように、シリコン基板７２の下面にノズルプレート７４を貼着する。すなわち、ノズル５６となる開口６８Ａが形成されたノズルフィルム６８をシリコン基板７２の下面に貼り付ける。
【００７３】
これにより、インクジェット記録ヘッド３２が完成し、図５で示すように、インクプール室３８や圧力室５０内にインク１１０が充填可能とされる。なお、この製造方法は、一例であって、可能な場合、各工程の順番が前後しても良い。
【００７４】
例えば、本実施形態では、図１０−４（Ｇ）において、樹脂膜９２及び金属配線９０に天板４０を結合（接合）させた後、図１１−１（Ａ）において、シリコン基板７２のガラスペースト７６を除去したが、天板４０の接合前に、ガラスペースト７６を除去しても良い。
【００７５】
また、本実施形態では、シリコン基板７２をＲＩＥで開口してガラスペースト７６を埋め込み、その後に以後の工程を行っているが、先に圧電素子４５周辺の機能部を作製した後にシリコン基板７２の裏面から開口して圧力室５０を形成する方法でも作製可能である。
【００７６】
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を備えたインクジェット記録装置１０において、次に、その作用を説明する。
【００７７】
まず、図１に示すインクジェット記録装置１０に印刷を指令する電気信号が送られると、ストッカー２４から記録用紙Ｐが１枚ピックアップされ、搬送装置２６により搬送される。
【００７８】
一方、インクジェット記録ユニット３０では、すでにインクタンクからインク供給ポートを介して、図５に示すインクジェット記録ヘッド３２のインクプール室３８にインク１１０が注入（充填）され、インクプール室３８に充填されたインク１１０は、インク供給路１１４を経て圧力室５０へ供給（充填）されている。そして、このとき、ノズル５６の先端（吐出口）では、インク１１０の表面が圧力室５０側に僅かに凹んだメニスカスが形成されている。
【００７９】
そして、記録用紙Ｐを搬送しながら、複数のノズル５６から選択的にインク滴を吐出することにより、記録用紙Ｐに、画像データに基づく画像の一部を記録する。すなわち、駆動ＩＣ６０により、所定のタイミングで、所定の圧電素子４５に電圧を印加し、振動板４８を上下方向に撓み変形させて（面外振動させて）、圧力室５０内のインク１１０を加圧し、所定のノズル５６からインク滴として吐出させる。こうして、記録用紙Ｐに、画像データに基づく画像が完全に記録されたら、排紙ベルト２３により記録用紙Ｐをトレイ２５に排出する。これにより、記録用紙Ｐへの印刷処理（画像記録）が完了する。
【００８０】
ここで、このインクジェット記録ヘッド３２は、インクプール室３８が、振動板４８（圧電素子４５）を間に置いて圧力室５０の反対側（上側）に設けられている。換言すれば、インクプール室３８と圧力室５０の間に振動板４８（圧電素子４５）が配置され、インクプール室３８と圧力室５０が同一水平面上に存在しないように構成されている。
【００８１】
このように、インクプール室３８と圧力室５０が同一水平面上に存在しないようにすることで、圧力室５０を互いに近接して配設することができるので、圧力室５０毎に設けられるノズル５６を高密度に配設することができる。
【００８２】
また、インクプール室３８内に隔離室１１２を設け、該隔離室１１２によって圧電素子４５をインク１１０から隔離することで、圧電素子４５にはインク１１０による拘束力が負荷されない。このため、該拘束力によって圧電素子４５の撓み変形が阻害されることはない。また、隔離室１１２によって圧電素子４５をインク１１０から隔離することで、圧電素子４５をインク侵食から保護することができる。
【００８３】
一方、圧電素子４５の撓み変形によって圧力室５０が加圧され、圧力室５０と繋がるノズル５６からインク滴としてインク１１０が吐出されるとき、インク流路６６を介してインクプール室３８内へ伝達されるインク１１０の圧力波は、隔離室１１２に設けられたエアダンパー４４によって緩和される。
【００８４】
ところで、本実施形態では、振動板４８上に圧電素子４５を形成する場合、図９−２（Ｇ）、（Ｈ）で示すように、ＩｒとＴｉとの積層膜（下部電極層）６３をスパッタ法で振動板４８の上面に成膜した後、該積層膜６３の上面に、ＰＺＴ膜（圧電体層）６５と、Ｉｒ膜（上部電極層）６７を順にスパッタ法で積層（成膜）しているが、これによる圧電体４６の分極方向は、下部電極５２から上部電極５４側へ向かうということが分かっている。
【００８５】
そして、図１２はこの圧電体４６の分極の向きに対する圧電体４６の変位量（実測値）を示しており、下部電極５２の電位を横軸に示し、圧電体４６の変位量を縦軸に示している。下部電極５２をプラス電位として、下部電極５２の電圧を上げていくと、圧電体４６の伸びが大きくなり、飽和分極Ｐ１に到達すると、圧電体４６は徐々に縮むこととなる。
【００８６】
これに対して、下部電極５２をマイナス電位として、下部電極５２の電圧を下げていくと、圧電体４６はさらに縮み、抗電界Ｑ１に至ると、圧電体４６の分極方向が反転する。その後、下部電極５２の電圧低下に伴って圧電体４６は徐々に伸び、飽和分極Ｐ２に達すると、徐々に縮む。そして、抗電界Ｑ２に至ると、圧電体４６の分極方向が反転する。
【００８７】
つまり、下部電極５２をプラス電位とした場合は、圧電体４６の分極方向は、下部電極５２から上部電極５４側へ向かう方向（図１４の矢印Ｐ方向）であり、いわゆる非反転分極であるが、下部電極５２をマイナス電位とした場合、圧電体４６の分極方向は、上部電極５４から下部電極５２側へ向かう方向（図１４の矢印Ｐと逆方向）となり、いわゆる反転分極となる。  
【００８８】
そして、このグラフから、下部電極５２側をプラス電位にした場合と、マイナス電位にした場合とでは、下部電極５２側をプラス電位にした方が圧電素子４５の変位量が高くなることが分かる。
【００８９】
また、図１３は圧電体４６の分極方向の違いによる分極度（分極前の値を１とする分極の度合い）の温度安定性を示したグラフであり、このグラフから、圧電体４６の分極方向が下部電極５２側から上部電極５４側へ向かう（非反転分極；図１４の矢印Ｐ方向）方が、上部電極５４側から下部電極５２側へ向かう（反転分極；図１４の矢印Ｐと逆方向）場合と比較して温度変化に対して安定性が得られることも分かった。
【００９０】
つまり、圧電体４６の分極方向の向きによって、圧電体４６の変位特性や温度変化による安定性が異なることが実験的に得られた。
【００９１】
このため、本実施の形態では、この分極方向を規定することにより、圧電素子４５を効率良く使用し、プロセス中の温度においても分極が消極しないようにする。したがって、図１４に示すように、上部電極５４を接地電位（ＧＮＤ）とし、下部電極５２に正電圧を印加するようにする。
【００９２】
例えば、図１５（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施の形態であり、圧電素子４５の駆動波形の例を示した図である。ここでは、圧電素子４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃの上部電極５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃを個別電極とし、各上部電極５４Ａ、５４Ｂ、５４ＣをＧＮＤ接続可能としている。そして、下部電極５２を共通電極とし駆動波形が印加されるようにしている。
【００９３】
図１５（Ａ）の状態では、圧電素子４５Ａ、４５Ｃは、上部電極５４Ａ、５４ＣをＧＮＤ接続するための配線が繋がっておらず、下部電極５２に正電圧が印加されても非駆動状態である（図１５（Ｂ）参照）。一方、圧電素子４５Ｂは、上部電極５４ＢがＧＮＤ接続されているため、下部電極５２に正電圧が印加されると、圧電素子４５Ｂの撓み変形し、ノズル５６（図４参照）からインクが吐出する（図１５（Ｂ）参照）。
【００９４】
また、図１６（Ａ）、（Ｂ）は、第２実施の形態であり、圧電素子４５の駆動波形の例を示した図である。圧電素子４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃの上部電極５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃを共通電極としそれぞれＧＮＤ接続させ、下部電極５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃを個別電極として個別化して、それぞれに駆動波形の選択回路を構成している。これにより、各圧電素子４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃでは同時に異なる駆動波形を印加することが可能となる。
【００９５】
一例として、図１６（Ａ）で示すように、駆動波形１ではメニスカスの微振動波形、駆動波形２では小滴吐出波形、駆動波形３では大滴吐出波形がそれぞれ印加されるようにする。そして、図１６（Ａ）、（Ｂ）で示すように、圧電素子４５Ａの下部電極５２Ａと駆動波形３が接続されているため、下部電極５２Ａに正電圧が印加されると、圧電素子４５Ａの撓み変形によって、ノズル５６から大滴のインクが吐出することとなる。
【００９６】
また、圧電素子４５Ｂの下部電極５２Ｂと駆動波形２とが接続されているため、下部電極５２Ｂに正電圧が印加されると、圧電素子４５Ｂの撓み変形によって、ノズル５６からは小滴のインクが吐出する。そして、圧電素子４５Ｃの下部電極５２Ｃと駆動波形１が接続されているため、下部電極５２Ｃに正電圧が印加されると、圧電素子４５Ｃの撓み変形によってノズル５６では液滴を吐出させない程度のメニスカスの微振動が形成される。
【００９７】
つまり、各下部電極５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃとどの駆動波形を接続させるかによって、各圧電素子４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃでノズル５６からのインクの吐出量を変えることができる。
【００９８】
なお、ここでは、上部電極５４をＧＮＤ接続させ、下部電極５２に正電圧を印加させるようにしたが、圧電体４６の分極方向が、下部電極５２から上部電極５４側へ向かう方向（図１４の矢印Ｐ方向）となれば良いため、下部電極５２の電圧が上部電極５４の電圧以上に高くすればよく、例えば、下部電極５４をＧＮＤ接続させ、上部電極５４に負電圧を印加させるようにしても良い。
【００９９】
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３０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用紙Ｐに記録されるようになっているが、本発明におけるインクジェット記録は、記録用紙Ｐ上への文字や画像の記録に限定されるものではない。
【０１００】
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。
【０１０１】
また、上記実施例のインクジェット記録装置１０では、紙幅対応のいわゆるＦｕｌｌ  Ｗｉｄｔｈ  Ａｒｒａｙ（ＦＷＡ）の例で説明したが、これに限定されず、主走査機構と副走査機構を有するＰａｒｔｉａｌ  Ｗｉｄｔｈ  Ａｒｒａｙ（ＰＷＡ）であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【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を示す概略正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドの配列を示す説明図である。
【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の印字領域の幅と記録媒体の幅との関係を示す説明図である。
【図４】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概略平面図である。
【図５】図４のＸ−Ｘ線断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドとして切断される前の天板を示す概略平面図である。
【図７】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駆動ＩＣのバンプを示す概略平面図である。
【図８】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製造する全体工程の説明図である。
【図９−１】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シリコン基板上に圧電素子基板を製造する工程（Ａ）〜（Ｄ）を示す説明図である。
【図９−２】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シリコン基板上に圧電素子基板を製造する工程（Ｅ）〜（Ｉ）を示す説明図である。
【図９−３】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドのシリコン基板上に圧電素子基板を製造する工程（Ｊ）〜（Ｍ）を示す説明図である。
【図９−４】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シリコン基板上に圧電素子基板を製造する工程（Ｎ）〜（Ｐ）を示す説明図である。
【図９−５】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シリコン基板上に圧電素子基板を製造する工程（Ｑ）〜（Ｒ）を示す説明図である。
【図１０−１】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シリコン基板上に圧電素子基板を製造する工程（Ａ）〜（Ｂ）を示す説明図である。
【図１０−２】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シリコン基板上に圧電素子基板を製造する工程（Ｃ）〜（Ｄ）を示す説明図である。
【図１０−３】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドのシリコン基板上に圧電素子基板を製造する工程（Ｅ）〜（Ｆ）を示す説明図である。
【図１０−４】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素子基板に天板を接合する工程（Ｇ）を示す説明図である。
【図１１−１】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シリコン基板に圧力室を形成する工程（Ａ）を示す説明図である。
【図１１−２】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シリコン基板にノズルプレートを接合する工程（（Ｂ）を示す説明図である。
【図１２】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素子を構成する圧電体の分極の向きに対する圧電体の変位量を示すグラフである。
【図１３】圧電体の分極方向の違いによる分極度の温度安定性を示したグラフである。
【図１４】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素子の上部電極と下部電極の配線図を示す説明図である。
【図１５】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素子の第１実施の形態であり、圧電素子の駆動波形の例を示した図である。
【図１６】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素子の第２実施の形態であり、圧電素子の駆動波形の例を示した図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０  インクジェット記録装置（画像形成装置）
１１  駆動手段（駆動装置）
３２  インクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）
３８  インクプール室（液体プール室）
４５  圧電素子
４６  圧電体
４８  振動板
５０  圧力室
５２  下部電極
５４  上部電極
６３  積層膜（下部電極層）
６５  ＰＺＴ膜（圧電体層）
６７  Ｉｒ膜（上部電極層）
７２  シリコン基板（圧力室プレート）
７４  ノズルプレート
【図１】
2008149525.tif 000003
【図２】
2008149525.tif 000004
【図３】
2008149525.tif 000005
【図４】
2008149525.tif 000006
【図５】
2008149525.tif 000007
【図６】
2008149525.tif 000008
【図７】
2008149525.tif 000009
【図８】
2008149525.tif 000010
【図９−１】
2008149525.tif 000011
【図９−２】
2008149525.tif 000012
【図９−３】
2008149525.tif 000013
【図９−４】
2008149525.tif 000014
【図９−５】
2008149525.tif 000015
【図１０−１】
2008149525.tif 000016
【図１０−２】
2008149525.tif 000017
【図１０−３】
2008149525.tif 000018
【図１０−４】
2008149525.tif 000019
【図１１−１】
2008149525.tif 000020
【図１１−２】
2008149525.tif 000021
【図１２】
2008149525.tif 000022
【図１３】
2008149525.tif 000023
【図１４】
2008149525.tif 000024
【図１５】
2008149525.tif 000025
【図１６】
2008149525.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成19年11月12日(2007.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板の表面に形成され、前記振動板を変位させる圧電素子の一方の極性となる下部電極と、真空堆積法により前記下部電極の表面に形成され、撓み変形可能な圧電体と、前記圧電体の表面に形成され、前記圧電素子の他方の極性となる上部電極と、を備え、前記圧電体の分極の向きが前記下部電極から前記上部電極へ向かう方向である圧電素子と、
前記圧電素子が設けられた振動板で容積を可変する圧力室を形成する圧力室プレートと、
前記圧力室へ液体を供給する液体プール室と、
前記圧力室で加圧された液滴を吐出するノズルプレートと、
を備えた液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドを駆動し、前記下部電極に前記上部電極以上の高い電圧を印加する駆動手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記下部電極が個別電極であり、前記上部電極が共通電極であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明は、圧電体を効率よく変形させることができる圧電素子を備えた画像形成装置を得ることを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の液滴吐出ヘッドは、画像形成装置において、振動板の表面に形成され、前記振動板を変位させる圧電素子の一方の極性となる下部電極と、真空堆積法により前記下部電極の表面に形成され、撓み変形可能な圧電体と、前記圧電体の表面に形成され、前記圧電素子の他方の極性となる上部電極と、を備え、前記圧電体の分極の向きが前記下部電極から前記上部電極へ向かう方向である圧電素子と、前記圧電素子が設けられた振動板で容積を可変する圧力室を形成する圧力室プレートと、前記圧力室へ液体を供給する液体プール室と、前記圧力室で加圧された液滴を吐出するノズルプレートと、を備えた液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドを駆動し、前記下部電極に前記上部電極以上の高い電圧を印加する駆動手段と、を有することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】