(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に並ぶ、第１圧力室及び第２圧力室と、
前記第１圧力室と前記第２圧力室を覆う第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜を挟んで前記第１圧力室と対向して配置された第１圧電素子と、
前記第１絶縁膜を挟んで前記第２圧力室と対向して配置された第２圧電素子と、
前記第１方向に隣接する前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間を通過して延びる配線と、
前記配線を覆う第２絶縁膜と、を備え、
前記第２絶縁膜の、前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間において前記配線を覆う部分の前記第１方向における端は、前記第１圧力室と前記第２圧力室を隔てる隔壁の端よりも内側に位置し、
前記第１圧電素子は、圧電膜と、第１電極と、第２電極と、を備え、前記第１電極は、前記圧電膜と前記第１絶縁膜との間に配置され、前記圧電膜は、前記第２電極と前記第１電極との間に配置され、
前記圧電膜を覆うとともに前記第２電極を露出させる保護膜をさらに備えていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記隔壁と前記配線との間に配置された第３絶縁膜を備え、
前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間において、前記第３絶縁膜の前記第１方向における端が、前記隔壁の端よりも内側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間において、前記第２絶縁膜の前記第１方向における端と、前記第３絶縁膜の前記第１方向における端とが、前記第１方向において同じ位置にあることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記第２絶縁膜の、前記第１方向と直交する第２方向における端部が、前記第１圧力室及び前記第２圧力室と対向する領域に配置され、且つ、前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子の圧電膜の上面まで乗りあげていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記第２絶縁膜の、前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間において前記配線を覆う部分の前記第１方向における幅は、前記隔壁の幅よりも、３．８μｍ以上小さいことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記第１方向に並ぶ、第３圧力室及び第４圧力室と、
前記第１絶縁膜を挟んで前記第３圧力室と対向して配置された第３圧電素子と、
前記第１絶縁膜を挟んで前記第４圧力室と対向して配置された第４圧電素子と、を備え、
前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間を通過する前記配線の数と、前記第３圧電素子と前記第４圧電素子との間を通過する前記配線の数とが異なり、
前記第２絶縁膜の、前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間で前記配線を覆う部分の幅と、前記第３圧電素子と前記第４圧電素子との間で前記配線を覆う部分の幅が等しいことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記保護膜の厚みが前記第２絶縁膜の厚みよりも小さいことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の液体吐出装置。
【請求項８】
第１方向に並ぶ、第１圧力室及び第２圧力室と、
前記第１圧力室と前記第２圧力室を覆う第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜を挟んで前記第１圧力室と対向して配置された第１圧電素子と、
前記第１絶縁膜を挟んで前記第２圧力室と対向して配置された第２圧電素子と、
前記第１方向に隣接する前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間を通過して延びる配線と、
前記第１圧力室と前記第２圧力室を隔てる隔壁と前記配線との間に配置された第３絶縁膜と、を備え、
前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間において、前記第３絶縁膜の前記第１方向における端が、前記隔壁の端よりも内側に位置し、
前記第１圧電素子は、圧電膜と、第１電極と、第２電極と、を備え、前記第１電極は、前記圧電膜と前記第１絶縁膜との間に配置され、前記圧電膜は、前記第２電極と前記第１電極との間に配置され、
前記圧電膜を覆うとともに前記第２電極を露出させる保護膜をさらに備えていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項９】
前記保護膜の厚みが前記第３絶縁膜の厚みよりも小さいことを特徴とする請求項８に記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
第１絶縁膜と、第１方向に並ぶ第１圧力室と第２圧力室に対応して前記第１絶縁膜の上に配置された第１圧電素子及び第２圧電素子とが形成された流路基板であって、前記第１圧電素子は、圧電膜と、第１電極と、第２電極と、を備え、前記第１電極は、前記圧電膜と前記第１絶縁膜との間に配置され、前記圧電膜は、前記第２電極と前記第１電極との間に配置された流路基板に対して、前記圧電膜を覆うように保護膜を形成する、保護膜形成工程と、
前記保護膜形成工程の後、前記保護膜の上に、前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間を通過して延びる配線を形成する、配線形成工程と、
前記配線形成工程の後、前記第１圧電素子、前記第２圧電素子、及び、前記配線を覆うように第２絶縁膜を形成する、第１の絶縁膜形成工程と、
前記第１の絶縁膜形成工程の後、前記第２絶縁膜の、前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子を覆う部分を除去する、第１の除去工程と、を備え、
前記第１の除去工程において、前記第２絶縁膜の、前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間において前記配線を覆う部分の前記第１方向における端の目標形成位置を、前記第１圧力室と前記第２圧力室を隔てる隔壁の端の目標形成位置よりも内側の位置に設定して、前記第２絶縁膜の除去を行い、
前記保護膜形成工程の後、前記保護膜の、前記第２電極を覆う部分を除去する、保護膜除去工程をさらに備えたことを特徴とする液体吐出装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の除去工程において、前記第２絶縁膜の、前記配線を覆う部分の前記第１方向における端の目標形成位置を、前記隔壁の端の目標形成位置から３μｍ以上内側の位置に設定して、前記第２絶縁膜の除去を行うことを特徴とする請求項１０に記載の液体吐出装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の除去工程において、前記第２絶縁膜の、前記配線を覆う部分の前記第１方向における端の目標形成位置を、前記隔壁の端の目標形成位置までの距離が前記隔壁の幅の１２％以上となる位置に設定して、前記第２絶縁膜の除去を行うことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の液体吐出装置の製造方法。
【請求項１３】
前記保護膜形成工程の後且つ前記配線形成工程の前に、前記第１圧電素子、前記第２圧電素子、及び、前記隔壁を覆うように第３絶縁膜を形成する第２の絶縁膜形成工程と、
前記第２の絶縁膜形成工程の後、前記第３絶縁膜の、前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子を覆う部分を除去する、第２の除去工程と、をさらに備え、
前記配線形成工程において、前記第３絶縁膜の上に、前記配線を形成し、
前記第２の除去工程において、前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間における前記第３絶縁膜の前記第１方向における端の目標形成位置を、前記隔壁の端の目標形成位置よりも内側の位置に設定して、前記第３絶縁膜の除去を行うことを特徴とする請求項１０〜１２の何れかに記載の液体吐出装置の製造方法。
【請求項１４】
前記保護膜形成工程の後且つ前記配線形成工程の前に、前記第１圧電素子、前記第２圧電素子、及び、前記隔壁を覆うように第３絶縁膜を形成する第２の絶縁膜形成工程をさらに備え、
前記配線形成工程において、前記第３絶縁膜の上に、前記配線を形成し、
前記第１の除去工程において、前記第２絶縁膜の前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子を覆う部分と、前記第３絶縁膜の前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子を覆う部分とを、同時に除去することを特徴とする請求項１０〜１２の何れかに記載の液体吐出装置の製造方法。
【請求項１５】
前記流路基板には、前記第１方向に並ぶ第３圧力室及び第４圧力室に対応して、前記第１絶縁膜の上に配置された第３圧電素子及び第４圧電素子が形成され、
前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間を通過する前記配線の数と、前記第３圧電素子と前記第４圧電素子との間を通過する前記配線の数とが異なり、
前記第１の絶縁膜形成工程で、前記第２絶縁膜を、前記第３圧電素子及び前記第４圧電素子と、前記第３圧電素子及び前記第４圧電素子との間の前記配線も覆うように形成してから、前記第１の除去工程において、前記第２絶縁膜の前記第３圧電素子及び前記第４圧電素子を覆う部分を除去し、
前記第１の除去工程において、
前記第２絶縁膜の、前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間で前記配線を覆う部分の幅と、前記第３圧電素子と前記第４圧電素子との間で前記配線を覆う部分の幅が等しくなるように、前記第２絶縁膜の除去を行うことを特徴とする請求項１０〜１４の何れかに記載の液体吐出装置の製造方法。
【請求項１６】
前記保護膜形成工程で形成する前記保護膜の厚みを、前記第１の絶縁膜形成工程で形成する前記第２絶縁膜の厚みよりも小さくすることを特徴とする請求項１０〜１５の何れかに記載の液体吐出装置の製造方法。
【請求項１７】
第１絶縁膜と、第１方向に並ぶ第１圧力室と第２圧力室に対応して前記第１絶縁膜の上に配置された第１圧電素子及び第２圧電素子とが形成された流路基板であって、前記第１圧電素子は、圧電膜と、第１電極と、第２電極と、を備え、前記第１電極は、前記圧電膜と前記第１絶縁膜との間に配置され、前記圧電膜は、前記第２電極と前記第１電極との間に配置された流路基板に対して、前記圧電膜を覆うように保護膜を形成する、保護膜形成工程と、
前記保護膜形成工程の後、前記保護膜の上に、前記第１圧電素子、前記第２圧電素子、及び、前記第１圧力室と前記第２圧力室を隔てる隔壁を覆うように第３絶縁膜を形成する第２の絶縁膜形成工程と、
前記第２の絶縁膜形成工程の後、前記第３絶縁膜の上に、前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間を通過して延びる配線を形成する、配線形成工程と、
前記第２の絶縁膜形成工程の後、前記第３絶縁膜の、前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子を覆う部分を除去する、第２の除去工程と、を備え、
前記第２の除去工程において、前記第３絶縁膜の、前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間の部分の前記第１方向における端の目標形成位置を、前記隔壁の端の目標形成位置よりも内側の位置に設定して、前記第３絶縁膜の除去を行い、
前記保護膜形成工程の後、前記保護膜の、前記第２電極を覆う部分を除去する、保護膜除去工程をさらに備えたことを特徴とする液体吐出装置の製造方法。
【請求項１８】
前記保護膜形成工程で形成する前記保護膜の厚みを、前記第２の絶縁膜形成工程で形成する前記第３絶縁膜の厚みよりも小さくすることを特徴とする請求項１７に記載の液体吐出装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置、及び、液体吐出装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を吐出する液体吐出装置として、特許文献１には、ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドが開示されている。このインクジェットヘッドは、複数の圧力室と複数のノズルが形成されたヘッド本体部と、圧力室内のインクに圧力を付与する圧電アクチュエータとを備えている。
【０００３】
ヘッド本体部の複数の圧力室は、ヘッドの主走査方向に並ぶ４つの圧力室列を構成している。圧電アクチュエータは、複数の圧力室を覆う振動板と、振動板の上に形成された共通電極と、共通電極の上に配置された圧電体と、圧電体の上面に複数の圧力室に対応して配置された複数の個別電極を有する。１つの圧力室と対向して配置された、個別電極、共通電極、及び、これら２種類の電極に挟まれた圧電体の部分によって、１つの圧電素子が構成されているとも言える。即ち、圧電アクチュエータは、複数の圧力室にそれぞれ対応して４列に配列された、複数の圧電素子を備えている。
【０００４】
各圧電素子の個別電極には配線が接続されている。配線は、圧電素子の個別電極から、主走査方向の外側へ引き出されている。片側２つの圧電素子列に着目すれば、主走査方向の内側の圧電素子列の個別電極に接続された配線は、外側の圧電素子列の２つの圧電素子の間を通過して外側へ延びている。各配線の端部には、電圧入力用端子が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５９７９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１には特に記載されていないが、２つの圧力室を隔てる隔壁上の、配線が通過する領域に、配線の腐食防止等の目的で、絶縁膜が設けられる場合がある。このときに、この絶縁膜の一部が、配線の両側にある圧力室の上まではみ出るように配置されていると、圧力室を覆う振動板の上に、絶縁膜の端が位置することになる。
【０００７】
これについて、本願発明者らは、絶縁膜の一部が圧力室の上まではみ出した構成のアクチュエータを試作し、駆動試験を行った結果、絶縁膜の端位置を起点として振動板にクラックが生じることが明らかになった。
【０００８】
本発明の目的は、隔壁上に形成される絶縁膜が圧力室側にはみ出ることに起因する、圧力室を覆う膜のクラック発生を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の液体吐出装置は、第１方向に並ぶ、第１圧力室及び第２圧力室と、前記第１圧力室と前記第２圧力室を覆う第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜を挟んで前記第１圧力室と対向して配置された第１圧電素子と、前記第１絶縁膜を挟んで前記第２圧力室と対向して配置された第２圧電素子と、前記第１方向に隣接する前記第１圧電素子と前記第２圧電素子の間を通過して延びる配線と、前記配線を覆う第２絶縁膜と、を備え、前記第２絶縁膜の、前記第１圧電素子と前記第２圧電素子の間において前記配線を覆う部分の前記第１方向における端は、前記第１圧力室と前記第２圧力室を隔てる隔壁の端よりも内側に位置し、前記第１圧電素子は、圧電膜と、第１電極と、第２電極と、を備え、前記第１電極は、前記圧電膜と前記第１絶縁膜との間に配置され、前記圧電膜は、前記第２電極と前記第１電極との間に配置され、前記圧電膜を覆うとともに前記第２電極を露出させる保護膜をさらに備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明では、第２絶縁膜の、第１圧電素子と第２圧電素子の間において配線を覆う部分の端は、第１圧力室と第２圧力室を隔てる隔壁の端よりも内側にある。つまり、第１圧電素子と第２圧電素子の間において、第２絶縁膜は、第１圧力室及び第２圧力室と重なっていない。この構成では、圧力室の上に第２絶縁膜の端が位置しないことから、圧力室を覆う第１絶縁膜に応力集中が生じにくくなり、第１絶縁膜のクラック発生が抑えられる。また、保護膜により、圧電膜が保護され、圧電膜への水分の侵入が防止されるとともに、第２電極を露出させているため、圧電膜の変形阻害が小さい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係るプリンタの概略的な平面図である。
【図２】インクジェットヘッドの１つのヘッドユニットの上面図である。
【図３】図２のＡ部拡大図である。
【図４】図３のIV-IV線断面図である。
【図５】図３のV-V線断面図である。
【図６】図５の隔壁周辺の拡大図である。
【図７】（ａ）振動膜成膜、（ｂ）共通電極成膜、（ｃ）圧電材料膜成膜、（ｄ）上部電極用の導電膜成膜、（ｅ）導電膜エッチング（上部電極形成）の、各工程を示す図である。
【図８】（ａ）圧電材料膜エッチング（圧電素子形成）、（ｂ）共通電極エッチング、（ｃ）保護膜成膜、（ｄ）層間絶縁膜成膜、（ｅ）上部電極と配線の導通用の孔形成の、各工程を示す図である。
【図９】（ａ）配線用の導電膜成膜、（ｂ）導電膜エッチング（配線形成）、（ｃ）配線保護膜成膜の、各工程を示す図である。
【図１０】（ａ）層間絶縁膜及び配線保護膜の一部除去、（ｂ）保護膜の一部除去、（ｃ）振動板の孔形成、の各工程を示す図である。
【図１１】層間絶縁膜と配線保護膜の除去工程を説明する図である。
【図１２】（ａ）流路基板の研磨、（ｂ）流路基板のエッチング（圧力室形成）、（ｃ）ノズルプレートの接合、（ｄ）リザーバ形成部材の接合の、各工程を示す図である。
【図１３】変更形態のヘッドユニットの一部拡大上面図である。
【図１４】図１３のヘッドユニットにおける、共通電極の平面図である。
【図１５】図１３のXV-XV線断面図である。
【図１６】別の変更形態のヘッドユニットの上面図である。
【図１７】図１６の断面図であり、（ａ）はＡ−Ａ線断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）はＣ−Ｃ線断面図、（ｄ）はＤ−Ｄ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施形態に係るプリンタの概略的な平面図である。まず、図１を参照してインクジェットプリンタ１の概略構成について説明する。尚、図１に示す前後左右の各方向をプリンタの「前」「後」「左」「右」と定義する。また、紙面手前側を「上」、紙面向こう側を「下」とそれぞれ定義する。以下では、前後左右上下の各方向語を適宜使用して説明する。
【００１３】
（プリンタの概略構成）
図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、プラテン２と、キャリッジ３と、インクジェットヘッド４と、搬送機構５と、制御装置６等を備えている。
【００１４】
プラテン２の上面には、被記録媒体である記録用紙１００が載置される。キャリッジ３は、プラテン２と対向する領域において２本のガイドレール１０，１１に沿って左右方向（以下、走査方向ともいう）に往復移動可能に構成されている。キャリッジ３には無端ベルト１４が連結され、キャリッジ駆動モータ１５によって無端ベルト１４が駆動されることで、キャリッジ３は走査方向に移動する。
【００１５】
インクジェットヘッド４は、キャリッジ３に取り付けられており、キャリッジ３とともに走査方向に移動する。インクジェットヘッド４は、走査方向に並ぶ４つのヘッドユニット１６を備えている。４つのヘッドユニット１６は、４色（ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ）のインクカートリッジ１７が装着されるカートリッジホルダ７と、図示しないチューブによってそれぞれ接続されている。各ヘッドユニット１６は、その下面（図１の紙面向こう側の面）に形成された複数のノズル２４（図２〜図５参照）を有する。各ヘッドユニット１６のノズル２４は、インクカートリッジ１７から供給されたインクを、プラテン２に載置された記録用紙１００に向けて吐出する。
【００１６】
搬送機構５は、前後方向にプラテン２を挟むように配置された２つの搬送ローラ１８，１９を有する。搬送機構５は、２つの搬送ローラ１８，１９によって、プラテン２に載置された記録用紙１００を前方（以下、搬送方向ともいう）に搬送する。
【００１７】
制御装置６は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及び、各種制御回路を含むＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等を備える。  制御装置６は、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＡＳＩＣにより、記録用紙１００への印刷等の各種処理を実行する。例えば、印刷処理においては、制御装置６は、ＰＣ等の外部装置から入力された印刷指令に基づいて、インクジェットヘッド４やキャリッジ駆動モータ１５等を制御して、記録用紙１００に画像等を印刷させる。具体的には、キャリッジ３とともにインクジェットヘッド４を走査方向に移動させながらインクを吐出させるインク吐出動作と、搬送ローラ１８，１９によって記録用紙１００を搬送方向に所定量搬送する搬送動作とを、交互に行わせる。
【００１８】
（インクジェットヘッドの詳細）
次に、インクジェットヘッド４の詳細構成について説明する。図２は、インクジェットヘッド４の１つのヘッドユニット１６の上面図である。尚、インクジェットヘッド４の４つのヘッドユニット１６は、全て同じ構成であるため、そのうちの１つについて説明を行い、他のヘッドユニット１６については説明を省略する。図３は、図２のＡ部拡大図である。図４は、図３のIV-IV線断面図である。図５は、図３のV-V線断面図である。
【００１９】
図２〜図５に示すように、ヘッドユニット１６は、ノズルプレート２０、流路基板２１、圧電アクチュエータ２２、及び、リザーバ形成部材２３を備えている。尚、図２では、図面の簡素化のため、流路基板２１及び圧電アクチュエータ２２の上方に位置する、リザーバ形成部材２３は、二点鎖線で外形のみ示されている。
【００２０】
（ノズルプレート）
ノズルプレート２０は、ステンレス鋼等の金属材料、シリコン、あるいは、ポリイミド等の合成樹脂材料などで形成されている。ノズルプレート２０には、複数のノズル２４が形成されている。図２に示すように、１色のインクを吐出する複数のノズル２４は、搬送方向に配列されて、左右方向に並ぶ２つのノズル列２５ａ，２５ｂを構成している。２列のノズル列２５ａ，２５ｂの間では、搬送方向におけるノズル２４の位置が、各ノズル列２５の配列ピッチＰの半分（Ｐ／２）だけずれている。
【００２１】
（流路基板）
流路基板２１は、シリコンで形成された基板である。この流路基板２１の下面に、前述したノズルプレート２０が接合されている。流路基板２１には、複数のノズル２４とそれぞれ連通する複数の圧力室２６が形成されている。各圧力室２６は、走査方向に長い矩形の平面形状を有する。複数の圧力室２６は、前述した複数のノズル２４の配列に応じて搬送方向に配列され、左右方向に並ぶ２つの圧力室列２７（２７ａ，２７ｂ）を構成している。
【００２２】
（圧電アクチュエータ）
圧電アクチュエータ２２は、複数の圧力室２６内のインクに、それぞれノズル２４から吐出させるための吐出エネルギーを付与するものである。圧電アクチュエータ２２は、流路基板２１の上面に配置されている。
【００２３】
図２〜図５に示すように、圧電アクチュエータ２２は、振動膜３０、複数の圧電素子４０、保護膜３４、層間絶縁膜３６、配線３５、及び、配線保護膜３７を有する。尚、図２では、図面の簡単のため、図３〜図５には示されている、圧電膜３２を覆う保護膜３４や、配線３５を覆う配線保護膜３７の図示は省略されている。
【００２４】
図２、図３に示すように、圧電アクチュエータ２２の、複数の圧力室２６の端部とそれぞれ重なる位置に、複数の連通孔２２ａが形成されている。これら複数の連通孔２２ａにより、後述するリザーバ形成部材２３内の流路と、複数の圧力室２６とがそれぞれ連通している。
【００２５】
振動膜３０は、流路基板２１の上面の全域に、複数の圧力室２６を覆うように配置されている。振動膜３０は、二酸化シリコン（ＳｉＯ2）、あるいは、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等で形成されている。振動膜３０の厚みは、例えば、１μｍ程度である。
【００２６】
複数の圧電素子４０は、振動膜３０を挟んで、複数の圧力室２６とそれぞれ対向して配置されている。即ち、複数の圧電素子４０は、圧力室２６の配列に応じて搬送方向に配列され、且つ、走査方向に並ぶ２つの圧電素子列４１を構成している。各圧電素子４０は、下部電極３１、圧電膜３２、及び、上部電極３３を有する。
【００２７】
下部電極３１は、振動膜３０の上面の、圧力室２６と対向する領域に形成されている。また、図５に示すように、複数の圧力室２６の間の領域には下部電極３１と同じ材料によって導電膜３８が形成され、この導電膜３８により、複数の圧電素子４０の間で下部電極３１同士が導通している。言い換えれば、振動膜３０の上面のほぼ全域に、複数の下部電極３１とそれらの間の導電膜３８からなる、１つの大きな共通電極３９が配置されている。下部電極３１の材質は特に限定されないが、例えば、白金（Ｐｔ）とチタン（Ｔｉ）の２層構造のものを採用することができる。この場合、白金層は２００ｎｍ、チタン層は５０ｎｍ程度とすることができる。
【００２８】
圧電膜３２は、振動膜３０の圧力室２６と対向する領域において、下部電極３１の上に形成されている。図３に示すように、圧電膜３２は、圧力室２６よりも小さい、走査方向に長い矩形の平面形状を有する。圧電膜３２は、例えば、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との混晶であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料からなる。圧電膜３２の厚みは、例えば、１μｍ〜５μｍ程度である。
【００２９】
上部電極３３は、圧電膜３２よりも一回り小さい、矩形の平面形状を有する。上部電極３３は、圧電膜３２の上面の中央部に形成されている。上部電極３３は、例えば、イリジウム（Ｉｒ）などで形成されている。上部電極３３の厚みは、例えば、８０ｎｍ程度である。
【００３０】
図３〜図５に示すように、保護膜３４は、複数の圧電素子４０の圧電膜３２に跨って、振動膜３０の上面のほぼ全域にわたって形成されている。保護膜３４は、空気中に含まれる水分の、圧電膜３２への侵入を防止するための膜であり、この保護膜３４は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）などの耐水性を有する材料で形成されている。この保護膜３４の厚みは、例えば、８０ｎｍ程度である。空気中の水分が圧電膜３２内に入り込むと圧電膜３２が劣化するが、圧電膜３２が保護膜３４によって覆われていることで、圧電膜３２への水分の侵入が防止される。
【００３１】
また、保護膜３４による圧電膜３２の変形阻害を小さくするために、保護膜３４の、その厚み方向から見て圧電膜３２の上面の中央部と重なる部分に、矩形状の開口部３４ａが形成されている。これにより、上部電極３３の大部分が保護膜３４から露出している。尚、開口部３４ａの内側領域においては、圧電膜３２は保護膜３４によって覆われていないものの、上部電極３３によって覆われているため、外部からの圧電膜３２への水分の侵入が抑制される。
【００３２】
図３〜図５に示すように、層間絶縁膜３６は、保護膜３４の上に形成されている。層間絶縁膜３６には、保護膜３４の開口部３４ａよりも一回り大きい開口部３６ａが形成されている。これにより、層間絶縁膜３６は、圧力室２６を隔てる隔壁２８を覆うように配置され、圧電素子４０の大部分は層間絶縁膜３６から露出している。尚、圧電素子４０の周囲における層間絶縁膜３６の形成範囲の詳細について、配線保護膜３７の形成範囲とともに詳しく述べる。
【００３３】
層間絶縁膜３６の上には、次述の複数の配線３５が配置される。層間絶縁膜３６は、主に、複数の配線３５と共通電極３９の導電膜３８との間の絶縁性を高めるために設けられている。層間絶縁膜３６の材質は特に限定されないが、例えば、二酸化シリコン（ＳｉＯ2）で形成される。また、共通電極３９と配線３５間の絶縁性確保の観点から、層間絶縁膜３６の膜厚は、ある程度厚いことが好ましく、例えば、３００〜５００ｎｍである。
【００３４】
配線は、圧電素子４０に電圧を印加するためのものであり、層間絶縁膜３６の上に配置されている。配線３５の一端部は、圧電膜３２の右端部の上面に、保護膜３４及び層間絶縁膜３６を介して被さるように配置されている。また、保護膜３４と層間絶縁膜３６の、上部電極３３の右端部を覆う部分には、これらの膜を貫通するように配置された導通部５５が設けられている。そして、導通部５５を介して配線３５と上部電極３３の右端部とが導通している。また、複数の圧電素子４０に対応する複数の配線３５は、上部電極３３からそれぞれ右方へ引き出されている。配線３５は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）で形成されている。
【００３５】
尚、左右２つの圧電素子列４１のうち、左側の圧電素子列４１ａから引き出された配線３５は、右側の圧電素子列４１ｂの圧電素子４０間において、層間絶縁膜３６の上に配置されている。即ち、左側の圧電素子４０に接続された配線３５は、隔壁２８の上方において、右側の２つの圧電素子４０の間を通過して右方へ延びている。尚、各配線３５の厚みは、断線等を極力防止するために、一定以上の厚みであることが好ましく、例えば、１μｍ程度である。
【００３６】
配線３５の下の層間絶縁膜３６は、流路基板２１の右端部まで形成されている。図２に示すように、流路基板２１の右端部においては、層間絶縁膜３６の上に、複数の駆動接点４２が搬送方向に並べて配置されている。上部電極３３から右方へ引き出された配線３５は駆動接点４２と接続されている。また、流路基板２１の右端部には、複数の駆動接点４２の搬送方向両側に、２つのグランド接点４３も配置されている。グランド接点４３は、保護膜３４及び層間絶縁膜３６を貫通する導通部（図示省略）を介して、保護膜３４の下側に配置されている共通電極３９と接続されている。
【００３７】
配線保護膜３７は、層間絶縁膜３６の上に、複数の配線３５を覆うように形成されている。この配線保護膜３７は、主に、配線３５の保護、及び、配線３５間の絶縁確保の目的で設けられている。配線保護膜３７は、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等で形成されている。配線保護膜３７の厚みは、例えば、１００ｎｍ〜１μｍである。
【００３８】
図３〜図５に示すように、層間絶縁膜３６と同様、配線保護膜３７にも開口部３７ａが形成されている。配線保護膜３７の開口部３７ａは、層間絶縁膜３６の開口部３６ａとほぼ同じ大きさである。これにより、配線保護膜３７は、圧力室２６を隔てる隔壁２８上において、配線３５を覆うように配置される一方、配線３５の両側に位置する圧電素子４０の大部分は配線保護膜３７から露出している。また、配線保護膜３７の開口部３７ａは、保護膜３４の開口部３４ａよりも一回り大きい。
【００３９】
図３、図４に示すように、配線保護膜３７は、流路基板２１の右端部まで延び、配線３５の駆動接点４２との接続箇所までの部分を覆っている。一方、複数の駆動接点４２とグランド接点４３は、配線保護膜３７からは露出しており、流路基板２１の右端部上面に接合される後述のＣＯＦ５０と電気的に接続される。
【００４０】
圧電素子４０の周囲における、層間絶縁膜３６と配線保護膜３７の形成範囲について、詳細に説明する。図６は、図５の隔壁周辺の拡大図である。
【００４１】
まず、搬送方向、即ち、圧力室２６の短手方向における膜３６，３７の形成範囲について説明する。図３、図５、図６に示すように、搬送方向に隣接する２つの圧電素子４０の間において、層間絶縁膜３６が隔壁２８の上に配置されている。また、層間絶縁膜３６の上の配線３５を覆うように配線保護膜３７が配置されている。
【００４２】
また、２つの圧電素子４０の間において、配線保護膜３７及び層間絶縁膜３６の搬送方向における両端は、隔壁２８の端よりも内側にある。即ち、隔壁２８の上の配線保護膜３７及び層間絶縁膜３６は、隔壁２８で隔てられた圧力室２６と対向する領域まではみ出していない。この構成では、圧力室２６の上に、層間絶縁膜３６及び配線保護膜３７の端が位置しない。従って、圧電素子４０の駆動時に、配線保護膜３７及び層間絶縁膜３６の端を起点として、圧力室２６を覆う振動膜３０にクラックが生じることが抑制される。尚、図６に示すように、配線保護膜３７及び層間絶縁膜３６の幅Ｗは、隔壁２８の幅Ｗ１に対して、３．８μｍ以上小さいことが好ましい。その理由については後で述べる。
【００４３】
後でも説明するが、配線保護膜３７と層間絶縁膜３６のエッチングを同じ工程で行うことから、配線保護膜３７の開口部３７ａと層間絶縁膜３６の開口部３６ａの位置が一致する。これにより、隔壁２８の上における、配線保護膜３７の端と層間絶縁膜３６の端は、搬送方向において同じ位置にある。尚、エッチングの際に形成される膜端のテーパ形状によって、実際には、配線保護膜３７の端位置と層間絶縁膜３６の端位置はわずかにずれるが、上述した「配線保護膜３７の端と層間絶縁膜３６の端が同じ位置にある」構成には、この僅かなずれが存在する場合も含むものとする。
【００４４】
次に、走査方向、即ち、圧力室２６の長手方向における膜３６，３７の形成範囲について、図４を参照して説明する。振動膜３０の、圧電膜３２の長手方向端部と重なる位置においては、圧電素子４０の変形時に応力が集中しやすい。この応力集中を抑えるため、層間絶縁膜３６と配線保護膜３７が上記の位置まで形成されている。即ち、図３、図４に示すように、層間絶縁膜３６とその上の配線保護膜３７は、圧力室２６の長手方向両端部と重なって配置されている。これにより、圧電膜３２の端部が、層間絶縁膜３６と配線保護膜３７に覆われてこの位置での剛性が高まる。この場合、長手方向の端部近傍での屈曲が穏やかになるため、振動膜３０のクラックが抑制される。
【００４５】
尚、配線保護膜３７及び層間絶縁膜３６が、長手方向において圧力室２６と一部重なり、且つ、圧電膜３２には乗りあげていない構成だと、圧力室２６の短手方向に膜３６，３７が圧力室２６まではみ出した場合と同様、膜３６，３７の端を起点とするクラックが振動膜３０に発生しやすくなる。この点、配線保護膜３７と層間絶縁膜３６の端が、圧電膜３２の上面まで乗りあげていることにより、膜３６，３７の端を起点とするクラックも抑制される。
【００４６】
また、層間絶縁膜３６と配線保護膜３７が、圧力室２６や圧電膜３２と一部重なっていると、圧電素子４０の駆動時における振動膜３０の変位が阻害されるという問題がある。しかし、変位に大きな影響を与えるのは圧力室２６の短手方向における膜構成であり、これに比べると長手方向の端部の構成については変位へ与える影響は小さい。そこで、本実施形態では、多少、変位低下の問題があるものの、振動膜３０のクラック発生をより確実に防止するために、圧力室２６の長手方向においては、配線保護膜３７と層間絶縁膜３６が、圧力室２６や圧電膜３２と部分的に重なった構成が採用されている。
【００４７】
図２〜図４に示すように、圧電アクチュエータ２２の右端部の上面には、配線部材であるＣＯＦ（Chip On Film）５０がそれぞれ接合されている。そして、ＣＯＦ５０に形成された複数の配線５５が、複数の駆動接点４２と、それぞれ電気的に接続されている。ＣＯＦ５０の、駆動接点４２と反対側の端部は、プリンタ１の制御装置６（図１参照）に接続されている。また、ＣＯＦ５０にはドライバＩＣ５１が実装されている。
【００４８】
ドライバＩＣ５１は、制御装置６から送られてきた制御信号に基づいて、圧電アクチュエータ２２を駆動するための駆動信号を生成して出力する。ドライバＩＣ５１から出力された駆動信号は、ＣＯＦ５０の配線５５を介して駆動接点４２に入力され、さらに、圧電アクチュエータ２２の配線３５を介して上部電極３３に供給される。駆動信号が供給された上部電極３３の電位は、所定の駆動電位とグランド電位との間で変化する。また、ＣＯＦ５０には、グランド配線（図示省略）も形成されており、このグランド配線は、圧電アクチュエータ２２のグランド接点４３と電気的に接続される。これにより、グランド接点４３と接続されている共通電極３９の電位は、常にグランド電位に維持される。
【００４９】
ドライバＩＣ５１から駆動信号が供給されたときの、圧電アクチュエータ２２の動作について説明する。駆動信号が供給されていない状態では、上部電極３３の電位はグランド電位であり、共通電極３９と同電位である。この状態から、ある上部電極３３に駆動信号が供給されて駆動電位が印加されると、その上部電極３３と共通電極３９との電位差により、圧電膜３２に、その厚み方向に平行な電界が作用する。このとき、圧電逆効果によって、圧電膜３２は厚み方向に伸びて面方向に収縮する。さらに、この圧電膜３２の収縮変形に伴って、振動膜３０が圧力室２６側に凸となるように撓む。これにより、圧力室２６の容積が減少して圧力室２６内に圧力波が発生することで、圧力室２６に連通するノズル２４からインクの液滴が吐出される。
【００５０】
（リザーバ形成部材）
図４、図５に示すように、リザーバ形成部材２３は、圧電アクチュエータ２２を挟んで、流路基板２１と反対側（上側）に配置され、圧電アクチュエータ２２の上面に接着剤で接合されている。リザーバ形成部材２３は、例えば、流路基板２１と同様、シリコンで形成されてもよいが、シリコン以外の材料、例えば、金属材料や合成樹脂材料で形成されていてもよい。
【００５１】
リザーバ形成部材２３の上半部には、搬送方向に延びるリザーバ５２が形成されている。このリザーバ５２は、インクカートリッジ１７が装着されるカートリッジホルダ７（図１参照）と、図示しないチューブでそれぞれ接続されている。
【００５２】
図４に示すように、リザーバ形成部材２３の下半部には、リザーバ５２から下方に延びる複数のインク供給流路５３が形成されている。各インク供給流路５３は、圧電アクチュエータ２２の複数の連通孔２２ａに連通している。これにより、リザーバ５２から、複数のインク供給流路５３、及び、複数の連通孔２２ａを介して、流路基板２１の複数の圧力室２６にインクが供給される。また、リザーバ形成部材２３の下半部には、圧電アクチュエータ２２の複数の圧電素子４０を覆う、凹状の保護カバー部５４も形成されている。
【００５３】
次に、上述したインクジェットヘッド４のヘッドユニット１６の製造工程について、特に、圧電アクチュエータ２２の製造工程を中心に、図７〜図１２を参照して説明する。
【００５４】
図７は、（ａ）振動膜成膜、（ｂ）共通電極成膜、（ｃ）圧電材料膜成膜、（ｄ）上部電極用の導電膜成膜、（ｅ）導電膜エッチング（上部電極形成）の、各工程を示す図である。
【００５５】
まず、図７（ａ）に示すように、シリコン基板である流路基板２１の表面に、二酸化シリコンの振動膜３０を成膜する。振動膜３０の成膜法としては、熱酸化処理を好適に採用できる。次に、図７（ｂ）に示すように、振動膜３０の上に、複数の下部電極３１となる共通電極３９をスパッタリング等により成膜する。また、図７（ｃ）に示すように、共通電極３９の上に、ゾルゲルやスパッタリング等で、共通電極３９の上面全域にＰＺＴなどの圧電材料からなる圧電材料膜５９を成膜する。
【００５６】
さらに、圧電材料膜５９の上面に上部電極３３を形成する。まず、図７（ｄ）に示すように、スパッタリング等で、圧電材料膜５９の上面に導電膜５７を成膜する。次に、この導電膜５７にエッチングを施すことにより、圧電材料膜５９の上面に、複数の上部電極３３をそれぞれ形成する。
【００５７】
図８は、（ａ）圧電材料膜エッチング（圧電素子形成）、（ｂ）共通電極エッチング、（ｃ）保護膜成膜、（ｄ）層間絶縁膜成膜、（ｅ）上部電極と配線の導通用の孔形成の、各工程を示す図である。
【００５８】
図８（ａ）に示すように、圧電材料膜５９のエッチングを行って複数の圧電膜３２を形成する。これにより、振動膜３０の上に、複数の圧電素子４０が形成される。また、図８（ｂ）に示すように、共通電極３９にエッチングを行って、圧電アクチュエータ２２の連通孔２２ａ（図４参照）の一部を構成する、孔３１ａを形成する。
【００５９】
次に、図８（ｃ）に示すように、複数の圧電素子４０を覆うように、保護膜３４をスパッタリング等で成膜する。さらに、図８（ｄ）に示すように、保護膜３４の上に層間絶縁膜３６を成膜する。層間絶縁膜３６は、複数の圧電素子４０を覆い、さらに、複数の圧電素子４０の間の隔壁２８をも覆うように形成する。尚、二酸化シリコンからなる層間絶縁膜３６は、プラズマＣＶＤによって好適に成膜することができる。
【００６０】
保護膜３４と層間絶縁膜３６を成膜したら、図８（ｅ）に示すように、保護膜３４と層間絶縁膜３６の、上部電極３３の端部を覆う部分に、エッチングで孔５６を形成する。この孔５６は、上部電極３３と、次工程で層間絶縁膜３６の上に形成される配線３５とを導通するための孔である。
【００６１】
図９は、（ａ）配線用の導電膜成膜、（ｂ）導電膜エッチング（配線形成）、（ｃ）配線保護膜成膜の、各工程を示す図である。次に、保護膜３４の上の層間絶縁膜３６に、複数の配線３５を形成する。まず、図９（ａ）に示すように、層間絶縁膜３６の上面に、スパッタリング等で導電膜５８を成膜する。このとき、導電材料の一部が孔５６に充填されることによって、孔５６内に、上部電極３３と導電膜５８とを導通させる導通部５５が形成される。次に、図９（ｂ）に示すように、この導電膜５８にエッチングを施して不要な部分を除去し、複数の配線３５をそれぞれ形成する。
【００６２】
次に、図９（ｃ）に示すように、複数の圧電素子４０、及び、これら複数の圧電素子４０にそれぞれ接続された複数の配線３５を覆うように配線保護膜３７を成膜する。窒化シリコン（ＳｉＮｘ）からなる配線保護膜３７は、先の層間絶縁膜３６と同様、プラズマＣＶＤで成膜するのが好ましい。
【００６３】
図１０は、（ａ）層間絶縁膜及び配線保護膜の一部除去、（ｂ）保護膜の一部除去、（ｃ）振動膜の孔形成、の各工程を示す図である。
【００６４】
次に、図１０（ａ）に示すように、配線保護膜３７と層間絶縁膜３６にエッチングを行って、配線保護膜３７及び層間絶縁膜３６の、複数の圧電素子４０を覆っている部分を同時に除去する。これにより、配線保護膜３７に開口部３７ａを形成するとともに、層間絶縁膜３６に開口部３６ａを形成して、それらの下にある保護膜３４を露出させる。
【００６５】
配線保護膜３７と層間絶縁膜３６の除去は、具体的には次のようにして行う。まず、配線保護膜３７の表面に、フォトレジストにより、開口部３６ａ，３７ａの形成領域以外を覆うマスクを形成する。マスクを形成したら、配線保護膜３７の表面からのエッチングを行って、配線保護膜３７と層間絶縁膜３６を同時に除去し、２種類の膜３７，３６の、マスクによって覆われていない領域に開口部３６ａ，３７ａを形成する。エッチング後、マスクを剥離して除去する。
【００６６】
図１１は、層間絶縁膜３６と配線保護膜３７の除去工程を説明する図である。図１１に示すように、搬送方向に並ぶ２つの圧力室２６を隔てる隔壁２８においては、配線３５の下側の層間絶縁膜３６と、配線３５を上から覆う配線保護膜３７が、除去されずに残される。その際に、層間絶縁膜３６と配線保護膜３７の端が、隔壁２８の端よりも外側へはみ出さないようする。
【００６７】
具体的には、層間絶縁膜３６と配線保護膜３７の搬送方向における端の目標形成位置Ｐ０を、隔壁２８の端の目標形成位置Ｐ１よりも内側に設定して除去工程を行う。ここで、「膜３６，３７の端の目標形成位置」とは、膜３６，３７をエッチングする際の端の目標位置であり、膜３６，３７の端がその位置にくるように、マスク位置やエッチング量等を調整する。同様に、「隔壁２８の端の目標形成位置」とは、後述する圧力室２６の形成工程（図１２（ｂ））において、流路基板２１をエッチングして圧力室２６を形成する際の端の目標位置であり、隔壁２８の端がその位置にくるように、マスクやエッチング量等を調整する。別の言い方をすれば、上記の「目標形成位置」は、ヘッドユニットを製造する際の設計図面に明記されている位置（寸法）のことである。
【００６８】
但し、膜３６，３７のエッチングの際に生じる様々なズレによって、図１１に二点鎖線で示すように、膜３６，３７の端は目標形成位置Ｐ０からずれうる。また、隔壁２８の端についても同様に、エッチングによる圧力室２６の形成時に生じるズレによって、目標形成位置Ｐ１からずれうる。その結果、加工後の膜３６，３７の端の位置が、隔壁２８の端よりも内側に来ない場合も想定される。
【００６９】
本願発明者らは、当初、膜３６，３７の端が隔壁２８の端に一致するように、端位置の目標を設定してヘッドユニットを製造して駆動試験を行ったのであるが、その試験において、振動膜３０にクラックが発生した。調査の結果、エッチングの際のズレによって、膜３６，３７の端が隔壁２８の端よりも外側にはみ出し、膜３６，３７の一部が圧力室２６と重なっていることがわかった。尚、この試作品における振動膜３０の厚みは、１．０μｍ〜１．４μｍであった。
【００７０】
そこで、膜３６，３７の目標形成位置Ｐ０は、隔壁２８の端の目標形成位置Ｐ１よりも、３μｍ以上内側の位置であることが好ましい。その理由は、以下の通りである。
【００７１】
層間絶縁膜３６及び配線保護膜３７の除去工程では、マスクのズレに起因して隔壁２８上での膜の位置（ａ）がばらつき、また、エッチングの加工ズレによって膜幅（ｂ）がばらつく。これにより、膜３６，３７の端の位置がずれうる。また、圧力室２６の形成工程（図１２（ｂ））において、マスクのズレに起因して隔壁２８の位置（ｃ）がばらつき、また、エッチングの加工ズレによって隔壁２８の幅（ｄ）がばらつく。これにより、隔壁２８の端の位置もずれうる。そのため、膜３６，３７の端位置と隔壁２８の端位置の間の離間距離Ｔが、ある範囲内でばらつくことになる。そこで、上記の様々なズレが生じたとしても、膜３６，３７の実際の端位置が隔壁２８の端位置Ｐ１よりも内側となるように、膜３６，３７の端の目標形成位置Ｐ０を設定するのがよい。
【００７２】
上記の各種ズレの程度は、膜３６，３７のエッチングや圧力室２６の形成に使用する装置の精度に依存するものの、おおよそ、表１に示すような値となる。また、表１の値は、３σでの値を示し、ズレがこの範囲内に入る確率は９９．７％である。表１において、「マスクズレ」とは、エッチング用マスクが面方向と平行にずれることによる、位置ズレの程度を示す。また、「加工ズレ」とは、エッチングの加工幅のずれの程度を示す。例えば、「圧力室形成時のマスクズレが±３μｍ」とは、流路基板２１にエッチングで圧力室２６を形成する際に、エッチングマスクが、目標の設置位置に対して最大３μｍずれるということである。
【００７３】
【表１】
0006790366.tif 000002
【００７４】
尚、上述したように、層間絶縁膜３６と配線保護膜３７の除去を同時に行うことで、除去工程の回数が減る。このことは、マスクズレや加工ズレの発生機会が減ることを意味する。これに対して、２種類の膜３６，３７の除去を別々に行った場合には、２回の除去工程のそれぞれでマスクズレや加工ズレが発生することから、ズレ量が大きくなりうる。
【００７５】
表１のズレの程度から、目標形成位置Ｐ０をどのように設定するのが適切かについて、以下、検討を行う。
（１）１つの考え方として、表１のズレの種類の中でも最大の、圧力室形成時のマスクズレ（最大３μｍ）に着目する。即ち、このマスクズレが生じても、膜３６，３７の端位置が隔壁２８からはみ出ないように、目標形成位置Ｐ０を設定するということである。この考え方に従えば、膜３６，３７の端の目標形成位置Ｐ０は、隔壁２８の端の目標形成位置Ｐ１よりも、３μｍ以上内側に設定すればよい。
【００７６】
（２）もう１つの考え方として、表１の全ての種類のズレがそれぞれ生じた場合でも、膜３６，３７の端位置が隔壁２８からはみ出ないように、目標形成位置Ｐ０を設定してもよい。尚、この場合に、全種類のズレの最大値の合計、つまり、個々の最悪値を積み上げた値を基に、目標形成位置Ｐ０を設定することも可能である。しかし、全種類のズレが、全て最大のズレ量となる確率は０に限りなく近く、そのような条件もカバーするように設計することは現実的ではない。
【００７７】
そこで、「二乗和公差」という考え方に基づいて、目標形成位置Ｐ０を決定することが好ましい。前提として、表１の４種類の寸法（ａ〜ｄ）は、各々が他の寸法に影響を及ぼさない。即ち、ａ〜ｄは独立の事象である。この場合に、距離Ｔのばらつきが正規分布に従うとすると、分散の加法性から、距離Ｔの分散Ｔ2は、下記式で表される。
【００７８】
【数１】
0006790366.tif 000003
【００７９】
尚、表１における加工ズレ（ｂ，ｄ）は、膜幅又は隔壁の幅という、幅寸法のズレの値であることから、端位置のズレ量を求める際には、数１に示すように、幅寸法のズレについてはその半分の値を使用している。上の式を変形して、標準偏差の形にすると、下記式となる。
【００８０】
【数２】
0006790366.tif 000004
【００８１】
ａ〜ｄに、表１のズレの値を代入すると、Ｔ＝３．１７となる。上記ａ〜ｄの値は、それぞれ３σでの値であるから、Ｔについても、９９．７％の確率で３．１７μｍ以下となる。実際上は、膜３６，３７の端位置の目標形成位置Ｐ０を、隔壁２８の端位置Ｐ１よりも３μｍ以上内側の位置に設定しておけば、膜３６，３７が、隔壁２８の端よりも外側にはみ出すことはまずないと言える。
【００８２】
尚、隔壁２８の上の膜３６，３７の端の目標形成位置Ｐ０については、隔壁２８の寸法との関係で表現することも可能である。ノズル２４及び圧力室２６が、３００ｄｐｉの配列である場合、圧力室２６の配列ピッチは８４．７μｍ（図５の寸法Ａ）となる。一方で、各々のノズル２４から正常にインクを吐出するためには、圧力室２６の幅を６０〜７０μｍ（図５の寸法Ｂ）とすることが好ましい。双方の条件を考慮すれば、２つの圧力室２６を隔てる隔壁２８が取り得る幅（図５の寸法Ｃ）は、１４．７μｍ〜２４．７μｍとなる。このときに、膜３６，３７の端の目標形成位置Ｐ０を、隔壁２８の目標形成位置Ｐ１からの距離が３μｍの位置に設定するということは、Ｐ０とＰ１の距離が、隔壁２８の幅の１２％（３μｍ／２４．７μｍ）〜２０％（３μｍ／１２．７μｍ）となるように設定することと同義である。即ち、Ｐ０とＰ１の距離を３μｍ以上にするには、上記距離が、隔壁２８の幅の１２％以上となるように設定すればよい。
【００８３】
尚、上記のようにして膜３６，３７の除去工程を行った後の、膜３６，３７の幅と隔壁２８の幅との関係は、次のようになる。膜３６，３７の端の目標形成位置Ｐ０を、隔壁２８の端から３μｍ離れた位置に設定したときに、理論上は、図６の膜３６，３７の幅Ｗは、隔壁２８の幅Ｗ１と比べて、左右両側で３μｍずつ、合計で６μｍ小さくなる。但し、実際には、表１に示される膜３６，３７の加工ズレによる膜幅のばらつき、及び、圧力室２６の加工ズレによる隔壁２８の幅のばらつきを考慮する必要がある。これらの加工ズレを加味すると、実際に形成される膜３６，３７の幅Ｗと隔壁２８の幅Ｗ１の関係は、以下のようになる。
Ｗ≦Ｗ１−（３μｍ×２）＋（０．２μｍ）＋（２μｍ）＝Ｗ１−３．８μｍ
【００８４】
図１０に戻り、上述の配線保護膜３７と層間絶縁膜３６の除去工程が終わったら、次に、図１０（ｂ）に示すように、配線保護膜３７及び層間絶縁膜３６から露出した保護膜３４にエッチングを行い、保護膜３４に開口部３４ａを形成する。さらに、図１０（ｃ）に示すように、振動膜３０にエッチングを施し、圧電アクチュエータ２２の連通孔２２ａ（図４参照）の一部を構成する、孔３０ａを形成する。図１０（ｃ）の工程で、圧電アクチュエータ２２の製造が完了する。
【００８５】
図１２は、（ａ）流路基板の研磨、（ｂ）流路基板のエッチング（圧力室形成）、（ｃ）ノズルプレートの接合、（ｄ）リザーバ形成部材の接合の、各工程を示す図である。図１２（ａ）に示すように、インク流路が形成される流路基板２１を、下面側（振動膜３０と反対側）から研磨によって除去し、流路基板２１の厚みを、所定の厚みまで薄くする。流路基板２１の元となるシリコンウェハーの厚みは、５００μｍ〜７００μｍ程度であるが、この研磨工程で、流路基板２１の厚みを１００μｍ程度まで薄くする。
【００８６】
上記の研磨後、図１２（ｂ）に示すように、流路基板２１の、振動膜３０と反対側の下面側からエッチングを行って、圧力室２６を形成する。尚、この流路基板２１のエッチングは、ウェットエッチングでもドライエッチングでもよい。但し、一般に、ドライエッチングでは、化学的な反応だけでなく物理的な作用によるエッチングも生じるため、振動膜３０の厚みが、目標とする寸法よりも薄くなることもあり得る。そのため、特に、ドライエッチングで圧力室２６を形成する場合に本発明を適用することは効果的である。さらに、図１２（ｃ）に示すように、流路基板２１の下面に、ノズルプレート２０を接着剤で接合する。最後に、図１２（ｄ）に示すように、圧電アクチュエータ２２に、リザーバ形成部材２３を接着剤で接合する。
【００８７】
以上説明した実施形態において、搬送方向、及び、圧力室２６の短手方向が、本発明の「第１方向」に相当し、走査方向、及び、圧力室２６の長手方向が、本発明の「第２方向」に相当する。右側の圧力室列２７ｂの２つの圧力室２６が、本発明の「第１圧力室」と「第２圧力室」に相当する。振動膜３０が、本発明の「第１絶縁膜」に相当する。右側の圧電素子列４１ｂの２つの圧電素子４０が、本発明の「第１圧電素子」と「第２圧電素子」に相当する。配線保護膜３７が、本発明の「第２絶縁膜」に相当する。層間絶縁膜３６が、本発明の「第３絶縁膜」に相当する。
【００８８】
また、図９（ｃ）の配線保護膜３７を成膜する工程が、本発明の「第１の絶縁膜形成工程」に相当する。図８（ｄ）の層間絶縁膜３６を成膜する工程が、本発明の「第２の絶縁膜形成工程」に相当する。図１０（ａ）の、配線保護膜３７と層間絶縁膜３６の除去工程が、本発明の「第１の除去工程」に相当する。
【００８９】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００９０】
１］前記実施形態では、下部電極３１と導電膜３８からなる共通電極３９が、振動膜３０の上面のほぼ全域に形成された構成であり、隔壁２８の上には導電膜３８が配置されている（図５参照）。この構成では、圧電素子４０の焼成の際の共通電極３９の収縮に起因して、圧電素子４０や流路基板２１には、流路基板２１の面方向に大きな引張応力が残る。そして、この引張応力は、圧電素子４０の変形を阻害する１つの要因となる。そこで、図１３〜図１５に示すように、共通電極３９がパターニングされて、搬送方向に並ぶ圧電素子４０の間において、共通電極３９に開口部３９ａが形成されていてもよい。これにより、共通電極３９が面全体で大きく収縮することが抑えられ、上記の引張応力は小さくなる。
【００９１】
ただし、共通電極３９の開口部３９ａの位置においては、振動膜３０の表面に、延性・展性のある金属膜が存在しないことになり、クラックに対して弱くなるという問題がある。そのため、特に上記の場合に、振動膜３０のクラック発生を抑えるために、層間絶縁膜３６と配線保護膜３７の端が、隔壁２８の端よりも内側にある構成が採用されることが好ましい。
【００９２】
２］前記実施形態では、複数の圧力室２６が２つの圧力室列２７を構成し、この圧力室の配列に応じて、複数の圧電素子４０の配列も２列となっているが、圧力室２６や圧電素子４０の列数は、２列には限られない。
【００９３】
例えば、図１６に示すように、圧力室２６及び圧電素子４０の列数が４列であってもよい。４つの圧電素子列４１（４１ａ〜４１ｂ）を構成する圧電素子４０の各々に配線３５が接続され、全ての配線３５が右方へ引き出されている。この構成では、４つの圧電素子列４１の間で、圧電素子４０の間を通過する配線３５の数が異なっている。
【００９４】
図１７は、図１６の断面図であり、（ａ）はＡ−Ａ線断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）はＣ−Ｃ線断面図、（ｄ）はＤ−Ｄ線断面図である。図１７（ａ）〜（ｄ）に示すように、４つの圧電素子列４１のそれぞれにおいて、搬送方向に隣接する圧電素子４０の間には、層間絶縁膜３６と配線保護膜３７とが形成されている。尚、左端に位置する圧電素子列４１ａにおいては、隣接する圧電素子４０の間に配線３５が通っていないものの、他の圧電素子列４１と同様に、隔壁２８の上に配線保護膜３７が形成されている。
【００９５】
ここで、４つの圧電素子列４１の間で、通過する配線３５の数が異なっている場合に、配線３５の本数に応じて、層間絶縁膜３６や配線保護膜３７の幅を変えることも考えられる。しかし、４つの圧電素子列４１の間で、隔壁２８の上の層間絶縁膜３６や配線保護膜３７の幅が異なっていると、それらの膜３６，３７と隔壁２８の端、即ち、圧力室２６の縁までの距離が異なる。これにより、圧電素子４０の間で振動膜３０の変位に差が生じて、ノズル２４の間における吐出特性の不均一につながる。
【００９６】
そこで、通過する配線３５の本数に関係なく、膜３６，３７の、配線３５を覆う部分の幅を等しくすることが好ましい。即ち、膜３６，３７の除去工程において、４つの圧電素子列４１のそれぞれについての、膜３６，３７の端の目標形成位置Ｐ０を同じ位置に設定する。これにより、４つの圧電素子列４１の間で、隔壁２８の端から膜３６，３７までの距離がほぼ同じとなり、吐出特性の均一化が期待できる。
【００９７】
尚、図１６，図１７の形態において、１つの圧力室列２７に属する２つの圧力室２６が、本発明の「第１圧力室」と「第２圧力室」に相当し、別の１つの圧力室列２７に属する２つの圧力室２６が、本発明の「第３圧力室」と「第４圧力室」に相当する。また、前記１つの圧力室列２７に対応する２つの圧電素子４０が、本発明の「第１圧電素子」と「第２圧電素子」に相当し、前記別の１つの圧力室列２７に対応する２つの圧電素子４０が、本発明の「第３圧電素子」と「第４圧電素子」に相当する。
【００９８】
３］前記実施形態では、層間絶縁膜３６と配線保護膜３７とを、１回のエッチングで同時に除去しているが、層間絶縁膜３６と配線保護膜３７を、別々の工程で除去してもよい。この場合、配線保護膜３７の除去工程が、本発明の「第１の除去工程」に相当し、層間絶縁膜３６の除去工程が、本発明の「第２の除去工程」に相当する。
【００９９】
４］前記実施形態では、配線保護膜３７によって覆われる配線３５が、圧電素子４０に駆動電位を印加するための配線であったが、このような配線には限られない。例えば、共通電極に接続されたグランドの配線であってもよい。
【０１００】
５］前記実施形態では、複数の圧電素子の間で下部電極が導通して共通電極を構成する一方で、上部電極が圧電素子に対して個別に設けられた個別電極であったが、下部電極が個別電極で、上部電極が共通電極であってもよい。
【０１０１】
６］前記実施形態の圧電アクチュエータ２２は、層間絶縁膜３６と配線保護膜３７の２種類の膜を有する構成である。これに対して、層間絶縁膜３６と配線保護膜３７の一方のみを有する構成であってもよい。
【０１０２】
例えば、先に説明した図１５の形態のように、配線３５の直下に共通電極３９が配置されていない構成であれば、少なくとも隔壁２８の上においては、層間絶縁膜３６が形成されていなくてもよい。
【０１０３】
また、配線３５がアルミニウムで形成されている場合は、腐食防止等の目的で、配線３５を覆う配線保護膜３７が設けられることが好ましいのであるが、金などの安定した材料で形成されている場合には、配線保護膜３７が省略されてもよい。
【０１０４】
以上説明した実施形態は、本発明を、記録用紙にインクを吐出して画像等を印刷するインクジェットヘッドに適用したものであるが、画像等の印刷以外の様々な用途で使用される液体吐出装置においても本発明は適用されうる。例えば、基板に導電性の液体を吐出して、基板表面に導電パターンを形成する液体吐出装置にも、本発明を適用することは可能である。
【符号の説明】
【０１０５】
１６  ヘッドユニット
２１  流路基板
２６  圧力室
２８  隔壁
３０  振動膜
３５  配線
３６  層間絶縁膜
３７  配線保護膜
４０  圧電素子
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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