(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧力室を含む液体流路が形成され、前記複数の圧力室を覆う振動膜を有する流路基板と、前記流路基板の前記振動膜に、前記複数の圧力室にそれぞれ対応して設けられた複数の圧電素子と、前記複数の圧電素子にそれぞれ対応して設けられた複数の配線とを備え、
各圧電素子は、
圧電体で構成された圧電部と、前記圧電部の前記流路基板側の面に配置された第１電極と、前記圧電部の前記流路基板と反対側の面に配置された第２電極と、前記圧電部と前記第２電極を覆うように形成された保護膜と、を有し、
前記第２電極は、
前記圧電部の前記流路基板とは反対側の面から、前記圧電部の側面に沿って、前記流路基板の前記圧電体が配置されていない領域まで延びる引出部と、
前記引出部に設けられ、前記流路基板の前記圧電体が配置されていない領域において、前記保護膜から露出した接続部と、を有し、
前記配線は、前記接続部において、前記第２電極と接続されており、
前記引出部が設けられる前記圧電部の前記側面は、前記流路基板から離れるほど内側に傾くように傾斜した傾斜面であり、
前記第１電極の、前記第２電極の前記引出部が引き出される方向である第１方向における端は、前記圧電部の厚み方向において前記圧電部の前記側面とは重ならない位置にあり、
前記第２電極の、前記第１方向とは反対の第２方向における端は、前記圧電部の前記第２方向における端よりも内側で、且つ、前記第１電極の前記第２方向における端よりも内側の位置にあることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
複数の圧力室を含む液体流路が形成され、前記複数の圧力室を覆う振動膜を有する流路基板と、前記流路基板の前記振動膜に、前記複数の圧力室にそれぞれ対応して設けられた複数の圧電素子と、前記複数の圧電素子にそれぞれ対応して設けられた複数の配線とを備え、
各圧電素子は、
圧電体で構成された圧電部と、前記圧電部の前記流路基板側の面に配置された第１電極と、前記圧電部の前記流路基板と反対側の面に配置された第２電極と、前記圧電部と前記第２電極を覆うように形成された保護膜と、を有し、
前記第２電極は、
前記圧電部の前記流路基板とは反対側の面から、前記圧電部の側面に沿って、前記流路基板の前記圧電体が配置されていない領域まで延びる引出部と、
前記引出部に設けられ、前記流路基板の前記圧電体が配置されていない領域において、前記保護膜から露出した接続部と、を有し、
前記配線は、前記接続部において、前記第２電極と接続されており、
各配線の下側に、前記第１電極と同じ材料で、同じ成膜プロセスによって成膜された金属膜が、前記配線に接して配置されていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項３】
複数の圧力室を含む液体流路が形成され、前記複数の圧力室を覆う振動膜を有する流路基板と、前記流路基板の前記振動膜に、前記複数の圧力室にそれぞれ対応して設けられた複数の圧電素子と、前記複数の圧電素子にそれぞれ対応して設けられた複数の配線と、前記複数の圧電素子を収容する空間を形成する凹部を有し、前記流路基板に接合されたカバー部とを備え、
各圧電素子は、
圧電体で構成された圧電部と、前記圧電部の前記流路基板側の面に配置された第１電極と、前記圧電部の前記流路基板と反対側の面に配置された第２電極と、前記圧電部と前記第２電極を覆うように形成された保護膜と、を有し、
前記第２電極は、
前記圧電部の前記流路基板とは反対側の面から、前記圧電部の側面に沿って、前記流路基板の前記圧電体が配置されていない領域まで延びる引出部と、
前記引出部に設けられ、前記流路基板の前記圧電体が配置されていない領域において、前記保護膜から露出した接続部と、を有し、
前記配線は、前記接続部において、前記第２電極と接続されており、
前記接続部は、前記凹部内に配置されていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項４】
複数の圧力室を含む液体流路が形成され、前記複数の圧力室を覆う振動膜を有する流路基板と、前記流路基板の前記振動膜に、前記複数の圧力室にそれぞれ対応して設けられた複数の圧電素子と、前記複数の圧電素子にそれぞれ対応して設けられた複数の配線とを備え、
各圧電素子は、
圧電体で構成された圧電部と、前記圧電部の前記流路基板側の面に配置された第１電極と、前記圧電部の前記流路基板と反対側の面に配置された第２電極と、前記圧電部と前記第２電極を覆うように形成された保護膜と、を有し、
前記第２電極は、
前記圧電部の前記流路基板とは反対側の面から、前記圧電部の側面に沿って、前記流路基板の前記圧電体が配置されていない領域まで延びる引出部と、
前記引出部に設けられ、前記流路基板の前記圧電体が配置されていない領域において、前記保護膜から露出した接続部と、を有し、
前記配線は、前記接続部において、前記第２電極と接続されており、
前記第２電極の前記圧電部の前記流路基板とは反対側の面に配置される第１部分は、前記第２電極の前記圧電部の側面に配置される第２部分と、同じ材料からなることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項５】
前記第１部分は、前記第２部分と、同じ成膜プロセスで形成されたものであることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記接続部は、前記振動膜の、前記圧力室を覆っている部分よりも外側に配置されている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】
請求項１〜６の何れかに記載の液体吐出装置の製造方法であって、
前記振動膜に、前記第１電極を形成する第１電極形成工程と、
前記第１電極の上に、前記圧電体で構成された前記圧電部を形成する圧電部形成工程と、
前記圧電部の前記流路基板と反対側の面に、前記第２電極を形成する第２電極形成工程と、
前記圧電部と前記第２電極を覆うように前記保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記第２電極に接続される前記配線を形成する配線形成工程と、を備え、
前記第２電極形成工程において、前記圧電部の前記流路基板と反対側の面から、前記圧電部の側面に沿って、前記流路基板の前記圧電体が配置されていない領域まで延びる前記引出部と、前記引出部に設けられた前記接続部とを有する、前記第２電極を形成し、
前記保護膜形成工程において、前記引出部と前記接続部を含む前記第２電極の全体を覆うように前記保護膜を成膜した後に、前記接続部が露出するように、前記保護膜をウェットエッチングでパターニングし、
前記配線形成工程において、前記配線を、前記保護膜から露出した前記接続部に接続するように形成することを特徴とする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、液体を吐出する液体吐出装置、及び、液体吐出装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、液体吐出装置として、被記録媒体にインクを吐出して画像等を記録するインクジェットヘッドが開示されている。この特許文献１のインクジェットヘッドは、複数の圧力室が形成された流路形成基板と、この流路形成基板の、複数の圧力室を覆う振動膜（弾性膜）に設けられた圧電アクチュエータと、を有する。
【０００３】
圧電アクチュエータは、振動膜の上に、複数の圧力室にそれぞれ対応して配置された複数の圧電素子を有する。各圧電素子は、チタン酸ジルコン酸鉛からなる圧電部（圧電体層）と、圧電部の下側に配置された、白金及びイリジウムからなる下部電極（下電極膜）、圧電部の上側に配置されたイリジウムからなる上部電極（上電極膜）とを備えている。圧電部の上面に位置する前記上部電極の端部には、アルミニウムからなる第１リード電極が接続されている。第１リード電極は、圧電部の上面から振動膜の上まで引き出され、振動膜の表面に沿って延びている。また、圧電部、上部電極、及び、第１リード電極は、酸化アルミニウムの保護膜によって共通に覆われている。さらに、保護膜の上には、金からなる第２リード電極が形成されている。そして、第１リード電極は、圧電素子から離れた位置において、保護膜に形成された接続孔を介して、保護膜の上の第２リード電極と接続されている。
【０００４】
上記の圧電アクチュエータは、流路形成基板の、複数の圧力室を覆う振動膜の上に、上記の圧電部や各種電極等の様々な膜の各々を、成膜とパターニングを繰り返して順番に積層することによって製造する。まず、振動膜の上に、各圧電素子の下部電極、圧電部、及び、上部電極を、この順番で形成する。次に、上部電極に接続され、圧電部の上面から振動膜の上面まで延びる第１リード電極を形成する。第１リード電極の形成は、まず、金属層を成膜した後に、この金属膜をパターニングすることによって行う。次に、圧電部、上部電極、及び、第１リード電極を覆うように保護膜を形成する。さらに、保護膜のパターニングを行い、保護膜の、第１リード電極の端子部を覆っている部分に接続孔を形成する。最後に、保護膜の上に第２リード電極を形成するが、その際に、接続孔を介して第２リード電極を第１リード電極の端子部に接触させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１２３５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１では、保護膜は、圧電部及び上部電極だけでなく、上部電極に接続される配線（第１リード電極）も覆っている。つまり、配線が圧電部の表面に直接設けられている。この場合は、下記のような問題が生じる虞がある。
【０００７】
（１）配線の形成時には、圧電部及び上部電極が保護膜で覆われていない。そのため、配線をエッチングでパターニングする際に、圧電部や上部電極が一緒に削られて膜厚が薄くなってしまう虞がある。また、エッチングを行うためのエッチング液に含まれる水素等によって、酸化物である圧電部が還元されるなどのダメージを受ける虞もある。
【０００８】
（２）酸化物である圧電部に、アルミニウムなどの金属からなる配線が直接接触して設けられると、圧電部と配線との間で電子の授受が発生する。これにより、圧電部の酸素原子が奪われて圧電部が還元されることで、圧電部に酸素欠陥が生じ、この酸素結果が圧電部の絶縁破壊を引き起こす虞がある。
【０００９】
（３）配線は、電気抵抗を低くするために一定以上の厚みにすることが望ましい。しかし、特許文献１のように、ある程度の厚みを有する配線を、上部電極の上で接続する構成を採用した場合に、上部電極と配線とが重なる部分において凹凸が生じる。そのため、配線の形成後に保護膜を形成したときに、凹凸部の近傍において、保護膜の形成材料が堆積しにくくなり、保護膜の厚みが部分的に薄くなる。そのため、保護膜は、配線が形成されていない状態の、極力平坦な面に成膜されることが望ましい。
【００１０】
このように、特許文献１の構成では、様々な問題が生じうる。そこで、図１４に示すように、圧電部１３２に上部電極１３３を形成した後に、圧電部１３２と上部電極１３３とを保護膜１３４で覆ってから、保護膜１３４の上に配線１３５（特許文献１の第１リード電極に相当：二点鎖線で図示）を形成することが好ましい。しかし、この場合は、圧電部１３２の上面において、上部電極１３３と配線１３５とを接続させるために、保護膜１３４に接続孔１３４ａを形成する必要がある。具体的には、保護膜１３４の上にレジストのマスク１３７を形成してから、エッチングで保護膜１３４に接続孔１３４ａを形成する。この保護膜１３４のエッチングの際に、接続孔１３４ａの位置において保護膜１３４から露出した圧電部１３２がダメージを受ける虞がある。例えば、エッチング液に含まれる水素等の還元性物質により、接続孔１４０の位置において保護膜１３４から露出した圧電部１３２が還元されてしまう。
【００１１】
本発明の目的は、圧電部を覆っている保護膜を除去することなく、圧電部の上面に設けられている電極に配線を接続することが可能な構成を実現することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１２】
第１の発明の液体吐出装置は、複数の圧力室を含む液体流路が形成され、前記複数の圧力室を覆う振動膜を有する流路基板と、前記流路基板の前記振動膜に、前記複数の圧力室にそれぞれ対応して設けられた複数の圧電素子と、前記複数の圧電素子にそれぞれ対応して設けられた複数の配線とを備え、
各圧電素子は、圧電体で構成された圧電部と、前記圧電部の前記流路基板側の面に配置された第１電極と、前記圧電部の前記流路基板と反対側の面に配置された第２電極と、前記圧電部と前記第２電極を覆うように形成された保護膜と、を有し、
前記第２電極は、前記圧電部の前記流路基板とは反対側の面から、前記圧電部の側面に沿って、前記流路基板の前記圧電体が配置されていない領域まで延びる引出部と、前記引出部に設けられ、前記流路基板の前記圧電体が配置されていない領域において、前記保護膜から露出した接続部と、を有し、
前記配線は、前記接続部において、前記第２電極と接続されており、
前記引出部が設けられる前記圧電部の前記側面は、前記流路基板から離れるほど内側に傾くように傾斜した傾斜面であり、
前記第１電極の、前記第２電極の前記引出部が引き出される方向である第１方向における端は、前記圧電部の厚み方向において前記圧電部の前記側面とは重ならない位置にあり、
前記第２電極の、前記第１方向とは反対の第２方向における端は、前記圧電部の前記第２方向における端よりも内側で、且つ、前記第１電極の前記第２方向における端よりも内側の位置にあるいることを特徴とするものである。
第２の発明の液体吐出装置は、複数の圧力室を含む液体流路が形成され、前記複数の圧力室を覆う振動膜を有する流路基板と、前記流路基板の前記振動膜に、前記複数の圧力室にそれぞれ対応して設けられた複数の圧電素子と、前記複数の圧電素子にそれぞれ対応して設けられた複数の配線とを備え、
各圧電素子は、圧電体で構成された圧電部と、前記圧電部の前記流路基板側の面に配置された第１電極と、前記圧電部の前記流路基板と反対側の面に配置された第２電極と、前記圧電部と前記第２電極を覆うように形成された保護膜と、を有し、
前記第２電極は、前記圧電部の前記流路基板とは反対側の面から、前記圧電部の側面に沿って、前記流路基板の前記圧電体が配置されていない領域まで延びる引出部と、前記引出部に設けられ、前記流路基板の前記圧電体が配置されていない領域において、前記保護膜から露出した接続部と、を有し、
前記配線は、前記接続部において、前記第２電極と接続されており、
各配線の下側に、前記第１電極と同じ材料で、同じ成膜プロセスによって成膜された金属膜が、前記配線に接して配置されていることを特徴とするものである。
第３の発明の液体吐出装置は、複数の圧力室を含む液体流路が形成され、前記複数の圧力室を覆う振動膜を有する流路基板と、前記流路基板の前記振動膜に、前記複数の圧力室にそれぞれ対応して設けられた複数の圧電素子と、前記複数の圧電素子にそれぞれ対応して設けられた複数の配線と、前記複数の圧電素子を収容する空間を形成する凹部を有し、前記流路基板に接合されたカバー部とを備え、
各圧電素子は、圧電体で構成された圧電部と、前記圧電部の前記流路基板側の面に配置された第１電極と、前記圧電部の前記流路基板と反対側の面に配置された第２電極と、前記圧電部と前記第２電極を覆うように形成された保護膜と、を有し、
前記第２電極は、前記圧電部の前記流路基板とは反対側の面から、前記圧電部の側面に沿って、前記流路基板の前記圧電体が配置されていない領域まで延びる引出部と、前記引出部に設けられ、前記流路基板の前記圧電体が配置されていない領域において、前記保護膜から露出した接続部と、を有し、
前記配線は、前記接続部において、前記第２電極と接続されており、
前記接続部は、前記凹部内に配置されていることを特徴とするものである。
第４の発明の液体吐出装置は、複数の圧力室を含む液体流路が形成され、前記複数の圧力室を覆う振動膜を有する流路基板と、前記流路基板の前記振動膜に、前記複数の圧力室にそれぞれ対応して設けられた複数の圧電素子と、前記複数の圧電素子にそれぞれ対応して設けられた複数の配線とを備え、
各圧電素子は、圧電体で構成された圧電部と、前記圧電部の前記流路基板側の面に配置された第１電極と、前記圧電部の前記流路基板と反対側の面に配置された第２電極と、前記圧電部と前記第２電極を覆うように形成された保護膜と、を有し、
前記第２電極は、前記圧電部の前記流路基板とは反対側の面から、前記圧電部の側面に沿って、前記流路基板の前記圧電体が配置されていない領域まで延びる引出部と、前記引出部に設けられ、前記流路基板の前記圧電体が配置されていない領域において、前記保護膜から露出した接続部と、を有し、
前記配線は、前記接続部において、前記第２電極と接続されており、
前記第２電極の前記圧電部の前記流路基板とは反対側の面に配置される第１部分は、前記第２電極の前記圧電部の側面に配置される第２部分と、同じ材料からなることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明では、各圧電素子の、圧電体で構成された圧電部と第２電極とが保護膜によって覆われている。また、第２電極の引出部が、圧電部の流路基板と反対側の面から側面に沿って引き出され、さらに、流路基板の、圧電体が配置されていない領域まで延びている。その上で、流路基板の、圧電体が配置されていない領域において第２電極の接続部が保護膜から露出し、この接続部に配線が接続されている。この構成によれば、第２電極の、配線との接続部が、流路基板の、圧電体が配置されていない領域まで引き出されているため、第２電極と配線とを接続する際に、圧電部を覆っている領域の保護膜をエッチングで除去して、圧電部を保護膜から露出させる必要がない。そのため、保護膜のエッチングやその後の配線の形成等によって、圧電部がダメージを受けることがない。
【００１５】
第１の発明では、圧電部の側面が傾斜面であるため、圧電部の側面に、第２電極の引出部を確実に成膜することができ、引出部における断線を防止できる。
【００１７】
圧電部の、第１電極と第２電極に挟まれる部分は、これら２種類の電極間に電圧が印加されたときに圧電変形する部分（以下、活性部ともいう）となる。第２電極の引出部の引出方向である第１方向においては、第１電極の端が第２電極の端よりも内側にある。一方、第１方向と反対側の第２方向においては、第２電極の端が第１電極の端よりも内側にある。従って、活性部の第１方向の端は、第１電極の端位置によって規定され、活性部の第２方向の端は、第２電極の端位置によって規定される。この構成において、第１電極の形成位置が、第１方向又は第２方向にずれた場合、第１電極と第２電極の重なる領域が変化するため、活性部の静電容量が変化する。
【００１８】
ここで、上述したように、圧電部の傾斜した側面には第２電極の引出部が形成されているが、この傾斜した側面と重なるように、第１電極の端部が位置していると、第１電極の位置が少しずれたときの、活性部の容量変化が大きくなってしまう。そこで、第１の発明では、第１電極の、第１方向における端部は、圧電部の傾斜した側面とは重ならないように配置されている。
【００１９】
第２の発明では、各配線に、第１電極と同じ成膜プロセスで形成された金属膜が重ねられていると、配線の実質的な厚みが大きくなって、配線の電気抵抗が低下する。また、配線の断線も生じにくくなって電気的接続の信頼性が向上する。
第３の発明では、第２電極の接続部が、カバー部で覆われる領域内に配置されているため、接続部が、圧電素子とともにカバー部によって保護され、接続部と配線との間の断線等が生じにくくなる。
第５の発明の液体吐出装置は、前記第４の発明において、前記第１部分は、前記第２部分と、同じ成膜プロセスで形成されたものであることを特徴とするものである。
第６の発明の液体吐出装置は、前記第１〜第５の何れかの発明において、前記接続部は、前記振動膜の、前記圧力室を覆っている部分よりも外側に配置されていることを特徴とするものである。
【００２０】
第６の発明では、第２電極の接続部が、振動膜の圧力室の縁よりも外側に位置しているため、圧電部が変形したときの振動膜の振動によって、接続部と配線との間の断線等が生じにくくなる。
【００２５】
第７の発明の液体吐出装置の製造方法は、前記第１〜第６の何れかの液体吐出装置の製造方法であって、
前記振動膜に、前記第１電極を形成する第１電極形成工程と、前記第１電極の上に、前記圧電体で構成された前記圧電部を形成する圧電部形成工程と、前記圧電部の前記流路基板と反対側の面に、前記第２電極を形成する第２電極形成工程と、前記圧電部と前記第２電極を覆うように前記保護膜を形成する保護膜形成工程と、前記第２電極に接続される前記配線を形成する配線形成工程と、を備え、
前記第２電極形成工程において、前記圧電部の前記流路基板と反対側の面から、前記圧電部の側面に沿って、前記流路基板の前記圧電体が配置されていない領域まで延びる前記引出部と、前記引出部に設けられた前記接続部とを有する、前記第２電極を形成し、前記保護膜形成工程において、前記引出部と前記接続部を含む前記第２電極の全体を覆うように前記保護膜を成膜した後に、前記接続部が露出するように、前記保護膜をウェットエッチングでパターニングし、前記配線形成工程において、前記配線を、前記保護膜から露出した前記接続部に接続するように形成することを特徴とするものである。
【００２６】
圧電部及び第２電極を覆う保護膜を、ドライエッチングでパターニングすることも可能であるが、ドライエッチングでは、保護膜の下にある第２電極も、同時に削られてしまう虞がある。そこで、本発明では、圧電部と第２電極を覆うように保護膜を成膜した後、この保護膜をウェットエッチングでパターニングする。
【００２７】
但し、ウェットエッチングでは、一般に、水素ガス等の還元性気体が発生する。そのため、ウェットエッチングによる保護膜のパターニングの際に、圧電部の一部が保護膜から露出すると、その露出した部分が還元性気体の還元作用によるダメージを受けてしまう。この点、本発明では、第２電極を、圧電部の上面から、流路基板の、圧電体が配置されていない領域まで引き出し、その領域に配置された第２電極の接続部に配線を接続する。そのため、第２電極と配線とを接続するために、保護膜の、圧電部を覆っている部分をウェットエッチングで除去する必要がない。従って、圧電部は常に保護膜で覆われた状態となり、ウェットエッチングの際に圧電部がダメージを受けることがない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【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４の圧電アクチュエータの拡大断面図である。
【図６】インクジェットヘッドの製造工程を説明する図であり、（ａ）振動膜成膜、（ｂ）振動膜エッチング、（ｃ）下部電極形成、（ｄ）圧電部形成、（ｅ）上部電極用の導電膜成膜、（ｆ）上部電極パターニング、の各工程を示す図である。
【図７】インクジェットヘッドの製造工程を説明する図であり、（ａ）保護膜成膜、（ｂ）保護膜エッチング、（ｃ）絶縁膜成膜、（ｄ）絶縁膜エッチング、の各工程を示す図である。
【図８】インクジェットヘッドの製造工程を説明する図であり、（ａ）配線形成、（ｂ）配線保護膜形成の各工程を示す図である。
【図９】インクジェットヘッドの製造工程を説明する図であり、（ａ）流路基板のエッチング、（ｂ）ノズルプレート、（ａ）リザーバ形成部材の接合の各工程を示す図である。
【図１０】変更形態の圧電アクチュエータの断面図である。
【図１１】図１０の圧電アクチュエータの製造工程を説明する図であり、（ａ）下部電極形成、（ｂ）絶縁膜形成、（ｃ）圧電部形成、（ｄ）上部電極形成、（ｅ）保護膜形成、（ｆ）絶縁膜形成、（ｇ）配線形成、（ｈ）配線保護膜形成の、各工程を示す図である。
【図１２】別の変更形態の圧電アクチュエータの断面図である。
【図１３】さらに別の変更形態の圧電アクチュエータの断面図である。
【図１４】本願との比較説明のための、圧電部の上面において保護膜に貫通孔を形成する形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
（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。
【００３１】
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。
【００３２】
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４参照）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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
（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４の圧電アクチュエータの拡大図である。
【００３６】
図２〜図５に示すように、ヘッドユニット１６は、流路基板２０、ノズルプレート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２０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。
【００３７】
（流路基板）
流路基板２０は、シリコン単結晶の基板である。この流路基板２０には、複数の圧力室２６が形成されている。図２、図３に示すように、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は搬送方向に配列されて、走査方向に並ぶ２列の圧力室列を構成している。また、流路基板２０は、複数の圧力室２６を覆う振動膜３０を有する。振動膜３０は、シリコンの流路基板２０の一部を酸化、又は、窒化することによって形成された、二酸化シリコン（ＳｉＯ2）、あるいは、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）からなる膜である。また、振動膜３０には、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とをそれぞれ連通させる、複数の連通孔３０ａが形成されている。
【００３８】
（ノズルプレート）
ノズルプレート２１は、流路基板２０の下面に接合されている。このノズルプレート２１には、流路基板２０の複数の圧力室２６とそれぞれ連通する、複数のノズル２４が形成されている。図２に示すように、複数のノズル２４は、複数の圧力室２６と同様に搬送方向に配列され、走査方向に並ぶ２列のノズル列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。尚、ノズルプレート２１の材質は特に限定されない。例えば、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、様々な材質のものを採用できる。
【００３９】
（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２０の振動膜３０の上面に配置されている。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の上面において、２列に配列された複数の圧力室２６とそれぞれ対応して配置された複数の圧電素子３９と、複数の圧電素子３９にそれぞれ対応した複数の配線３５等を備えている。また、圧電アクチュエータ２２には、振動膜３０の連通孔３０ａと連通する連通孔２２ａも形成されている。尚、図２では、図面の簡単のため、図３、図４には示されている構成の一部、例えば、圧電部３２を覆う保護膜３４、配線３５を覆う配線保護膜３７の図示は省略されている。
【００４０】
以下、圧電アクチュエータ２２の各圧電素子３９の構成、及び、それに付随する構成について順に説明する。まず、各圧電素子３９は、下部電極３１、圧電部３２、上部電極３３、保護膜３４を有する。
【００４１】
振動膜３０の上面のほぼ全域には、複数の圧力室２６に跨るように、下部電極３１が形成されている。この下部電極３１は、複数の圧電素子３９に対する共通電極である。下部電極３１は、振動膜３０の上面において、複数の圧力室２６とそれぞれ対向して形成された複数の電極部分が、互いに導通して一体化されている構造であるとも言える。図４、図５に示すように、振動膜３０の、連通孔３０ａとは反対側における圧力室２６の端部近傍領域において、下部電極３１には孔３１ａが形成されており、この領域において下部電極３１が局所的に形成されていない。下部電極３１の孔３１ａが形成された領域には、後述する上部電極３３の接続部３３ｃが配置される。尚、下部電極３１の材質は特に限定はされないが、例えば、白金（Ｐｔ）で形成されている。
【００４２】
この下部電極３１の上に、各圧電素子３９の圧電部３２が配置されている。図３に示すように、各圧電部３２は、圧力室２６よりも一回り小さい、走査方向に長い矩形の平面形状を有する。各圧電部３２は、対応する圧力室２６の中央部と対向するように配置されている。圧電部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体で構成されている。あるいは、圧電部３２は、鉛が含有されていない非鉛系の圧電材料で形成されていてもよい。各圧電部３２は、上面の面積が下面の面積よりも小さくなるような、テーパー状に形成されている。
【００４３】
尚、図２、図３では、１列の圧力室列に対応する複数の圧電部３２が互いに分離した形態が示されているが、それらの複数の圧電部３２は、互いに連結されていてもよい。また、その場合、複数の圧電部３２が一体化されてなる圧電材料層の、複数の圧電部３２の間の位置には、それぞれスリットが形成されていてもよい。
【００４４】
上部電極３３は、圧電部３２の上側に配置されている。この上部電極３３は、各圧電素子３９の圧電部３２に対して個別に設けられた個別電極である。上部電極３３は、例えば、白金（Ｐｔ）やイリジウム（Ｉｒ）などで形成されている。また、上部電極３３は、圧電部３２の上面から、圧電部３２の側面を経て、振動膜３０の上面の、下部電極３１が局所的に形成されていない領域（孔３１ａの領域）まで延びている。
【００４５】
より詳細には、上部電極３３は、主電極部３３ａと、引出部３３ｂと、接続部３３ｃを有する。主電極部３３ａは、圧電部３２の上面の中央部に配置されている。また、主電極部３３ａは、圧電部３２よりも一回り小さく、且つ、走査方向に長い矩形の平面形状を有する。引出部３３ｂは、圧電部３２の上面から走査方向外側に引き出され、圧電部３２の側面に沿って延び、さらに、振動膜３０の、圧電部３２が配置されていない領域まで延びている。接続部３３ｃは、引出部３３ｂの先端部に設けられている。また、図３〜図５に示すように、接続部３３ｃは、振動膜３０の、圧力室２６を覆っている部分よりも外側に配置されている。
【００４６】
上述したように、圧電部３２の側面は、振動膜３０から離れるほど内側に傾くように傾斜した面となっている。そのため、圧電部３２の、走査方向における外側の側面３２ａに、上部電極３３の引出部３３ｂを確実に成膜することができ、引出部３３ｂにおける断線を防止できる。
【００４７】
上記の圧電部３２は、その下側（流路基板２０側）に配置された下部電極３１と、上側（流路基板２０と反対側）に配置された上部電極３３とによって挟まれている。圧電部３２の、上部電極３３と下部電極３１とに挟まれた部分を、以下、特に活性部３８と称する。また、圧電部３２の活性部３８は、厚み方向において下向き、即ち、上部電極３３から下部電極３１に向かう方向に分極されている。
【００４８】
尚、図５に示すように、圧電部３２の走査方向における活性部３８の範囲（活性領域Ａ）は、上部電極３３と下部電極３１の、走査方向における端位置によって定まる。図５の右方向に関しては、上部電極３３の引出部３３ｂが、圧電部３２の上面から右側に引き出される一方で、下部電極３１の右端は、上部電極３３の右端、及び、圧電部３２の右端よりも内側（左側）に位置している。尚、図５の右方向は、引出部３３ｂの引出方向、即ち、本発明の「第１方向」である。また、図４の左方向（引出方向と反対方向）に関しては、下部電極３１は、圧電部３２よりもさらに左側に引き出される一方で、上部電極３３の左端は、下部電極３１の左端、及び、圧電部３２の左端よりも内側（右側）に位置している。尚、図５の左方向は、引出部３３ｂの引出方向と反対方向、即ち、本発明の「第２方向」である。
【００４９】
これにより、活性部３８の右端は、下部電極３１の右端位置によって規定され、活性部３８の左端は、上部電極３３の左端位置によって規定される。この構成では、圧電アクチュエータ２２の製造時に、下部電極３１の形成位置が左右方向にずれた場合、上部電極３３と下部電極３１とが重なる活性領域Ａが変化する。また、上部電極３３と下部電極３１に挟まれた、圧電材料からなる活性部３８は、ある値の静電容量を有する容量成分（いわゆる、コンデンサ）と同等である。そのため、下部電極３１の形成位置が左右にずれて、上部電極３３と下部電極３１の重なる領域Ａが変化すると、活性部３８の静電容量も変化する。活性部３８の静電容量は、上部電極３３と下部電極３１との間に所定の電圧が印加されたときの、圧電部３２の変形の応答性、ひいては、ノズル２４からのインクの吐出特性に大きな影響を及ぼす。そのため、下部電極３１の形成位置がずれた場合でも、活性部３８の静電容量の変化はできるだけ小さく抑えたい。
【００５０】
ここで、本実施形態では、圧電部３２の傾斜した右側面３２ａに上部電極３３の引出部３３ｂが形成されている。この傾斜した側面３２ａと重なる領域に下部電極３１の右端が位置していると、下部電極３１の位置が少しずれたときの、活性部３８の容量変化が大きくなってしまう。そこで、図５に示すように、下部電極３１の右端は、圧電部３２の傾斜した右側面３２ａよりも左側の、圧電部３２の厚み方向において前記右側面３２ａとは重ならない領域に位置している。
【００５１】
下部電極３１の端位置と、圧電部３２の傾斜した側面３２ａとの関係について、さらに詳しく説明する。活性部３８の静電容量をＣ、活性部３８の面積をＳ、上部電極３３と下部電極３１の電極間距離をｄ、活性部３８の誘電率εとすると、Ｃ＝εＳ／ｄで表される。
（１）図５に示すように、下部電極３１の右端が、圧電部の右側面３２ａと重なっていない場合は、下部電極３１の位置が左右にずれたときに、活性部３８の面積Ｓが変動し、Ｃも変動する。但し、電極間距離ｄは変化しない。
（２）これに対して、下部電極３１の右端が圧電部３２の右側面３２ａと重なっている場合は、下部電極３１の位置が左右にずれたときに、活性部３８の面積Ｓが変動し、さらに、圧電部３２の右端部において電極間距離ｄも変動する。
具体的には、右側にずれたときには、Ｓが大きくなり、且つ、圧電部３２の右端部においてｄが小さくなる。Ｓが大きくなることによりＣは大きくなるが、さらに、活性部３８の一部におけるｄが小さくなる分だけ、（１）の場合よりもＣの増加量が大きくなる。また、左側にずれたときには、Ｓが小さくなり、且つ、圧電部３２の右端部においてｄが大きくなる。これにより、Ｓが小さくなることによりＣも小さくなるが、さらに、活性部３８の一部におけるｄが大きくなる分だけ、（１）の場合よりもＣの減少量が大きくなる。
【００５２】
また、下部電極３１の右端が、圧電部３２の傾斜した右側面３２ａと重なっていると、下部電極３１の右端部と上部電極３３との電極間距離が小さくなる。下部電極３１と上部電極３３との間での、圧電部３２の絶縁破壊を抑える観点からも、下部電極３１の右端は、圧電部３２の右側面３２ａと重なっていないことが好ましい。
【００５３】
図３〜図５に示すように、保護膜３４は、圧電素子３９の圧電部３２と上部電極３３を覆うように配置されている。尚、図３に示すように、本実施形態では、複数の圧電素子３９の保護膜３４が繋がって、振動膜３０のほぼ全域を覆う一体的な膜となっているが、複数の圧電素子３９の間で保護膜３４が分離されていてもよい。保護膜３４が設けられる目的の１つは、空気中に含まれる水分の、圧電部３２への侵入を防止することである。また、圧電部３２を形成した後のプロセスにおいて、圧電部３２がダメージを受けるのを防止する目的もある。保護膜３４は、例えば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、酸化タンタル（ＴａＯｘ）等の酸化物、あるいは、窒化シリコン（ＳｉＮ）の窒化物などで形成される。
【００５４】
図３〜図５に示すように、圧電素子３９の保護膜３４の上には、絶縁膜３６が形成されている。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。この絶縁膜３６は、上部電極３３に接続される次述の配線３５と下部電極３１との間の、絶縁性を高めるために設けられている。
【００５５】
尚、上述したように、上部電極３３の引出部３３ｂは、主電極部３３ａから、振動膜３０の上面の、圧電部３２が配置されていない領域まで引き出されており、この引出部３３ｂの先端部に接続部３３ｃが設けられている。そして、保護膜３４、及び、絶縁膜３６の、接続部３３ｃが配置されている部分には、それぞれ接続孔３４ａ，３６ａが形成されている。接続孔３４ａ，３６ａにより、上部電極３３の接続部３３ｃが、保護膜３４、及び、絶縁膜３６から露出している。
【００５６】
絶縁膜３６の上には、複数の圧電素子３９にそれぞれ対応した複数の配線３５が形成されている。各配線３５は、アルミニウム（Ａｌ）、あるいは、金（Ａｕ）などで形成されている。図３〜図５に示すように、配線３５の一端部は、保護膜３４の接続孔３４ａ及び絶縁膜３６の接続孔３６ａ内に充填された導通部４５によって、上部電極３３の接続部３３ｃと接続されている。また、配線は、接続部３３ｃから、振動膜３０の上面に沿って走査方向へ延びている。より詳細には、図２に示すように、左側に配列されている上部電極３３に接続された配線３５は、対応する上部電極３３の接続部３３ｃから左側へ延び、右側に配列された上部電極３３に接続された配線３５は、対応する上部電極３３の接続部３３ｃから右側へ延びている。
【００５７】
尚、図４に示すように、上部電極３３の接続部３３ｃは、振動膜３０の圧力室２６の縁よりも外側に位置している。そのため、圧電部３２が変形したときの振動膜３０の振動によって、接続部３３ｃと配線３５との間の断線等が生じにくくなる。
【００５８】
図２〜図４に示すように、配線３５の、接続部３３ｃとは反対側の他端部には、駆動接点部４０が設けられている。流路基板２０の左右両端部において、駆動接点部４０は、絶縁膜３６の上に、搬送方向に並べて配置されている。図２に示すように、上部電極３３から左方へ引き出された配線３５は、流路基板２０の左端部に位置する駆動接点部４０と接続され、右方へ引き出された配線３５は、流路基板２０の右端部に位置する駆動接点部４０と接続されている。また、流路基板２０の左右両端部には、共通電極である下部電極３１と、図示しない配線によって接続されたグランド接点部４１も配置されている。
【００５９】
上記の配線３５は、配線保護膜３７によって覆われている。この配線保護膜３７は、複数の配線３５の保護、及び、複数の配線３５間の絶縁確保等の目的で設けられている。図３、図４に示すように、尚、複数の駆動接点部４０及びグランド接点部４１は、配線保護膜３７から露出している。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。
【００６０】
図２に示すように、上述した圧電アクチュエータ２２の左端部の上面、及び、右端部の上面には、配線部材である２枚のＣＯＦ（Chip On Film）５０がそれぞれ接合されている。そして、図４に示すように、各ＣＯＦ５０に形成された複数の配線５５が、複数の駆動接点部４０と、それぞれ電気的に接続されている。各ＣＯＦ５０の、駆動接点部４０との接続端部とは反対側の端部は、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、
【００６１】
各ＣＯＦ５０にはドライバＩＣ５１が実装されている。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を介して駆動接点部４０に入力され、さらに、圧電アクチュエータ２２の配線３５を介して各上部電極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、グランド配線が、圧電アクチュエータ２２のグランド接点部４１と電気的に接続される。これにより、グランド接点部４１と接続されている下部電極３１の電位は、常にグランド電位に維持される。
【００６２】
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となっており、下部電極３１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、上部電極３３に駆動電位が印加されると、その上部電極３３と下部電極３１との電位差により、圧電部３２に、その厚み方向に平行な電界が作用する。ここで、圧電部３２の分極方向と電界の方向とが一致するために、圧電部３２はその分極方向である厚み方向に伸びて面方向に収縮する。この圧電部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。
【００６３】
（リザーバ形成部材）
図４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２０と反対側（上側）に配置され、圧電アクチュエータ２２を介して、流路基板２０９と接合されている。リザーバ形成部材２３は、例えば、流路基板２０と同様、シリコン基板であってもよいが、金属材料や合成樹脂材料で形成された部材であってもよい。
【００６４】
リザーバ形成部材２３の上半部には、圧力室２６の配列方向（図４の紙面垂直方向）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。
【００６５】
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、及び、振動膜３０の複数の連通孔３０ａを介して、流路基板２０の複数の圧力室２６とそれぞれ連通している。これにより、リザーバ５２から、複数のインク供給流路５３を介して、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、カバー部５４が形成されている。カバー部５４の内側空間には、圧電アクチュエータ２２の複数の圧電素子３９を収容する空間が形成されている。
【００６６】
尚、図４に示すように、上部電極３３の接続部３３ｃは、リザーバ形成部材２３と流路基板２０（圧電アクチュエータ２２）の接合部分よりも内側にある。即ち、接続部３３ｃは、リザーバ形成部材２３のカバー部５４によって覆われる領域に位置している。これにより、接続部３３ｃが、圧電素子３９とともにカバー部５４によって保護されるため、接続部３３ｃと配線３５との間の断線等が生じにくくなる。
【００６７】
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説明する。図６〜図８は、それぞれ、インクジェットヘッド４の製造工程を説明する図である。
【００６８】
図６は、（ａ）振動膜成膜、（ｂ）振動膜エッチング、（ｃ）下部電極形成、（ｄ）圧電部形成、（ｅ）上部電極用の導電膜成膜、（ｆ）上部電極パターニング、の各工程を示す図である。
【００６９】
本実施形態では、流路基板２０の振動膜３０の上に、スパッタリング、ＣＶＤ、あるいは、ＡＬＤ等の成膜法を用いた成膜工程と、エッチングによるパターニング工程を繰り返すことで、様々な膜を順に積層することにより、複数の圧電素子３９を含む圧電アクチュエータ２２を製造する。
【００７０】
まず、図６（ａ）に示すように、流路基板２０の表面に、熱酸化等によって二酸化シリコン等の振動膜３０を成膜する。また、図６（ｂ）に示すように、振動膜３０にエッチングで連通孔３０ａを形成する。次に、図６（ｃ）に示すように、振動膜３０の上面に、導電材料による成膜及びパターニングを行って、下部電極３１を形成する。さらに、図６（ｄ）に示すように、下部電極３１の上に、圧電材料による成膜及びパターニングを行って、圧電部３２を形成する。
【００７１】
次に、圧電部３２の上に、上部電極３３を形成する。まず、図６（ｅ）に示すように、振動膜３０の上面に、圧電部３２全体を覆うように導電膜７０を成膜する。次に、図６（ｆ）に示すように、導電膜７０をエッチングすることにより、主電極部３３ａ、引出部３３ｂ、及び、接続部３３ｃを有し、圧電部３２の上面から振動膜３０の上面まで延びる上部電極３３を形成する。尚、図６（ｄ）において、圧電部３２の側面３２ａを傾斜面に形成しておくと、この圧電部３２の側面３２ａに、上部電極３３の引出部３３ｂを確実に成膜することができる。
【００７２】
図７は、（ａ）保護膜成膜、（ｂ）保護膜エッチング、（ｃ）絶縁膜成膜、（ｄ）絶縁膜エッチングの各工程を示す図である。
【００７３】
図７（ａ）に示すように、圧電部３２と上部電極３３の全体を覆うように、保護膜３４を成膜した後、図７（ｂ）に示すように、保護膜３４をエッチングでパターニングする。この保護膜３４のパターニングの際に、保護膜３４の、上部電極３３の接続部３３ｃを覆っている部分に接続孔３４ａを形成する。
【００７４】
次に、図７（ｃ）に示すように、保護膜３４の上に絶縁膜３６を成膜してから、図７（ｄ）に示すように、絶縁膜３６をエッチングでパターニングする。このときも、上記の保護膜３４のパターニングと同様に、絶縁膜３６の、接続部３３ｃを覆っている部分に接続孔３６ａを形成する。これにより、上部電極３３の接続部３３ｃを、保護膜３４、及び、絶縁膜３６から露出させる。
【００７５】
ところで、保護膜３４と絶縁膜３６のパターニングは、ウェットエッチングで行うことが好ましい。保護膜３４と絶縁膜３６をドライエッチングでパターニングすることも可能であるが、ドライエッチングでは、物理的エッチング作用により、保護膜３４の下の上部電極３３も一緒に削られてしまう虞がある（オーバーエッチング）。
【００７６】
ウェットエッチングでは、エッチング液として下記のようなものを使用するのが一般的である。酸化膜のエッチングでは、フッ化水素とフッ化アンモニウムの混合溶液（ＮＨ4Ｆ：ＨＦ：Ｈ2Ｏ）や、フッ化水素水溶液（ＨＦ：Ｈ2Ｏ）が用いられる。窒化膜のエッチングでは、リン酸溶液（Ｈ3ＰＯ4：ＨＮＯ3）が用いられる。このようなエッチング液を用いた場合には、エッチング液に含まれる水素によって圧電部１３２が還元される虞がある。図１２は、本願との比較説明のための、圧電部の上面において保護膜に接続孔を形成する形態を示す図である。図１２に示すように、圧電部１３２の上面で上部電極１３３と配線１３５との接続を行う場合には、圧電部１３２の上面において、保護膜１３４及び絶縁膜１３６にウェットエッチングで接続孔１３４ａ，１３６ａを形成する必要がある。このとき、圧電部１３２の上面が上部電極１３３に覆われているとしても、水素を含むエッチング液が、上部電極１３３を透過して圧電部１３２に侵入し、圧電部１３２の一部が局部的に還元される虞がある。
【００７７】
上記の水素等の還元作用により、圧電部１３２の特性が変化する。さらに、本願発明者らの検討の結果、上部電極１３３と下部電極１３１の間に電圧が印加されたときに、圧電部１３２の局所的に還元された部分において電界が集中し、絶縁破壊を引き起こす虞があることも判明した。このメカニズムは、以下のように推測される。まず、還元性気体が、圧電部１３２に含まれる酸素と反応することにより、圧電部１３２内に酸素欠陥が生じる。この欠陥が、圧電部１３２に印加される電圧によって電極界面へ徐々に移動し、最終的に絶縁破壊を引き起こすというものである。
【００７８】
この点、本実施形態では、上部電極３３を、圧電部３２の上面から、振動膜３０の、圧電部３２が配置されていない領域まで引き出している。そのため、上部電極３３と配線３５とを接続するために、保護膜３４の、圧電部３２を覆っている部分をウェットエッチングで除去する必要がない。従って、保護膜３４、及び、絶縁膜３６のパターニングの際に、圧電部３２は常に保護膜３４で覆われた状態となり、ウェットエッチングの際に圧電部３２がダメージを受けることがない。
【００７９】
尚、本実施形態では、保護膜３４と絶縁膜３６のエッチングによるパターニングを別々の工程で行っているが、保護膜３４の成膜と絶縁膜３６の成膜を行ってから、保護膜３４と絶縁膜３６を１回のエッチング工程で同時にパターニングしてもよい。
【００８０】
図８は、（ａ）配線形成、（ｂ）保護膜形成の各工程を示す図である。図８（ａ）に示すように、絶縁膜３６の上に配線３５を形成する。即ち、各圧電素子３９を覆うように導電膜を成膜した後、この導電膜をエッチングでパターニングして配線３５を形成する。この配線３５の形成の際に、保護膜３４及び絶縁膜３６の接続孔３４ａ，３６ａに、配線３５を構成する導電材料が充填されることで、接続孔３４ａ，３６ａ内に導通部４５が形成される。この導通部４５により、上部電極３３の接続部３３ｃと配線３５とが接続される。尚、上述したように、この配線３５の形成の際に、圧電部３２は保護膜３４で覆われているため、配線３５のパターニングの際に、圧電部３２がダメージを受けることがない。
【００８１】
配線３５を形成したら、次に、図８（ｂ）に示すように、配線３５を覆うように配線保護膜３７を形成する。以上により、圧電アクチュエータ２２の製造が完了する。
【００８２】
図９は、（ａ）流路基板のエッチング、（ｂ）ノズルプレート、（ａ）リザーバ形成部材の接合の各工程を示す図である。
【００８３】
図９（ａ）に示すように、流路基板２０の、圧電アクチュエータ２２とは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。さらに、図９（ｂ）に示すように、流路基板２０の下面に、ノズルプレート２１を接着剤で接合する。最後に、図９（ｃ）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。
【００８４】
以上説明したように、本実施形態では、上部電極３３の引出部３３ｂが、圧電部３２の上面から側面に沿って引き出され、さらに、流路基板２０の振動膜３０の、圧電体で構成された圧電部３２が配置されていない領域まで延びている。その上で、振動膜３０の、圧電部３２が配置されていない領域において、上部電極３３の接続部３３ｃが保護膜３４から露出し、この接続部３３ｃに配線３５が接続されている。このように、上部電極３３の接続部３３ｃが、振動膜３０の、圧電部３２が配置されていない領域まで引き出されており、圧電部３２の上に配置されていないため、上部電極３３と配線３５との接続をとる際に、圧電部３２を覆っている保護膜３４を除去する必要がない。そのため、保護膜３４のパターニング、あるいは、その後の配線３５の形成工程等において、圧電部３２がダメージを受けることがない。
【００８５】
以上説明した実施形態において、インクジェットヘッド４が、本発明の「液体吐出装置」に相当する。下部電極３１が、本発明の「第１電極」に相当し、上部電極３３が、本発明の「第２電極」に相当する。
【００８６】
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。
【００８７】
１］前記実施形態では、保護膜３４の上に、上部電極３３に接続される配線３５と下部電極３１との間の絶縁確保のための絶縁膜３６が形成されているが、保護膜３４のみで、配線３５と下部電極３１との間の十分な絶縁性を確保できるようであれば、絶縁膜３６は省略されてもよい。
【００８８】
２］前記実施形態では、図５に示すように、下部電極３１に孔３１ａが形成されて、この孔３１ａ内に、圧電部３２の上面から引き出された上部電極３３の接続部３３ｃが配置される。これに対して、図１０に示すように、下部電極３１と上部電極３３の接続部３３ｃとの間に絶縁膜６０が配置されている場合は、接続部３３ｃの配置のために下部電極３１に孔３１ａを形成することは不要となる。これにより、下部電極３１を振動膜３０のほぼ全面に形成することができる。
【００８９】
図１０の圧電アクチュエータは、以下のようにして製造する。まず、図１１（ａ）に示すように、振動膜３０のほぼ全面に下部電極３１を形成する。次に、図１１（ｂ）に示すように、下部電極３１の上の、圧電部が配置されない領域に、絶縁膜６０をパターニングして形成する。そして、図１１（ｃ）に示すように、下部電極３１の、絶縁膜６０で覆われていない領域に圧電部３２を形成する。
【００９０】
次に、図１１（ｄ）に示すように、圧電部３２の上面から絶縁膜６０の上面にかけて、上部電極３３を形成する。このとき、上部電極３３の接続部３３ｃは、絶縁膜６０によって、下部電極３１とは絶縁される。その後、前記実施形態と同様に、図１１（ｅ）の保護膜３４の形成、図１１（ｆ）の絶縁膜３６の形成、図１１（ｇ）の配線３５の形成、図１１（ｈ）の配線保護膜３７の形成、の各工程を行う。
【００９１】
３］前記実施形態では、図４に示すように、上部電極３３の接続部３３ｃから左右に延びる配線３５の下にも、下部電極３１の一部が配置されている。これに対して、配線３５の下の金属膜６１が、圧電部３２の下側の下部電極３１とは分離されていてもよい。この場合でも、金属膜６１は、下部電極３１と同じ材料で、同じ成膜プロセスで形成される。また、金属膜６１が下部電極３１と分離されている場合は、配線３５の下に保護膜３４及び絶縁膜３６が配置される必要はない。そこで、図１２に示すように、複数の配線３５のそれぞれに対応するように金属膜６１がパターニングされた上で、各金属膜６１が配線３５に接して配置されてもよい。各配線３５の下に金属膜６１が重ねられていると、配線３５の実質的な厚みが大きくなって、配線３５の電気抵抗が低下する。また、配線３５の断線も生じにくくなって電気的接続の信頼性が向上する。
【００９２】
４］図１３に示すように、配線３５の下に下部電極３１が形成されていなくてもよい。例えば、下部電極３１とグランド接点部４１（図２参照）とを接続する配線３５の引出方向を、左右方向ではなく、前後方向（図１３の紙面垂直方向）にすれば、上記の構成は実現可能である。また、この場合も、配線３５の下に保護膜３４及び絶縁膜３６が配置される必要はない。
【００９３】
５］前記実施形態では、下部電極３１が共通電極、上部電極３３が個別電極となっているが、前記実施形態とは逆に、下部電極３１が個別電極、上部電極３３が共通電極であってもよい。
【００９４】
６］前記実施形態では、複数の圧電素子３９の圧電部３２が互いに分離した構成となっているが、複数の圧電部３２を有する圧電体が複数の圧力室２６に跨って配置されて、複数の圧電部３２が繋がった構成であってもよい。この場合、圧電体が、複数の圧力室２６にわたって連続的に配置された上で、上部電極の引出部が、圧電体の上面から流路基板２０の圧電体が配置されていない領域まで延びる。そして、上部電極の接続部が、流路基板２０の圧電体が配置されていない領域に配置される。
【００９５】
７］インクジェットヘッド４のインク流路の構造は、前記実施形態のものには限られない。例えば、以下のように変更可能である。前記実施形態では、図４に示すように、リザーバ形成部材２３内のリザーバ５２から、複数の連通孔３０ａを介して、複数の圧力室２６にそれぞれ個別にインクが供給される流路構成である。これに対して、流路基板２０内に、前記のリザーバ５２に相当する流路が形成されていてもよい。例えば、流路基板２０内に、複数の圧力室２６の配列方向に延びるマニホールド流路が形成され、流路基板２０内で、１つのマニホールド流路から、複数の圧力室２６に対してインクが個別に分配供給されてもよい。
【００９６】
以上説明した実施形態及びその変更形態は、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の圧電アクチュエータ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】
【００９７】
４  インクジェットヘッド
２０  流路基板
２２  圧電アクチュエータ
２６  圧力室
３０  振動膜
３１  下部電極
３２  圧電部
３２ａ  側面
３３  上部電極
３３ｂ  引出部
３３ｃ  接続部
３４  保護膜
３５  配線
３９  圧電素子
５４  カバー部
６１  金属膜
【図１】
0006390386.tif 000002
【図２】
0006390386.tif 000003
【図３】
0006390386.tif 000004
【図４】
0006390386.tif 000005
【図５】
0006390386.tif 000006
【図６】
0006390386.tif 000007
【図７】
0006390386.tif 000008
【図８】
0006390386.tif 000009
【図９】
0006390386.tif 000010
【図１０】
0006390386.tif 000011
【図１１】
0006390386.tif 000012
【図１２】
0006390386.tif 000013
【図１３】
0006390386.tif 000014
【図１４】
0006390386.tif 000015