(57)【要約】【課題】インクジェットヘッドの製造方法において、隣接する第1電極層間の絶縁性を向上させるとともに圧電体層をウェットエッチング法でパターニングする際におけるサイドエッチングされる部分を減らす。【解決手段】基板１の一方側の面上に第1電極層2、結晶配向制御層3、圧電体層4、第2電極層5及び振動層6を順次成膜する。次に、振動層6上に圧力室部材７を接合する。次に、基板1をエッチングで除去する。次に、第1電極層2及び結晶配向制御層3を各圧力室8の位置に対応するようにドライエッチングでパターニングする。最後に、圧電体層4をウェットエッチングでパターニングする。【選択図】図2
2005153353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1電極層と結晶配向制御層と該結晶配向制御層により結晶配向性を制御される圧電体層と第2電極層と振動層とを有し且つ圧力室内のインクに圧力を付与して該圧力室に連通したノズルからインクを記録媒体に対して吐出させる圧電素子を備えたインクジェットヘッドの製造方法であって、
基板の一方側の面の上に上記第1電極層、上記結晶配向制御層、上記圧電体層、上記第2電極層、及び上記振動層を順に成膜する工程と、
上記振動層上に少なくとも上記ノズル及び上記圧力室が形成された圧力室部材を接合する工程と、
上記基板をエッチング法で除去する工程と、
上記第1電極層を上記圧力室の位置に対応するようにドライエッチング法でパターニングする工程と、
上記結晶配向制御層を上記圧力室の位置に対応するようにドライエッチング法でパターニングする工程と、
上記圧電体層をウェットエッチング法でパターニングして上記圧電素子を形成する工程と、
を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２】
上記第1電極層は貴金属からなることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３】
上記結晶配向制御層の厚さは40Å以上で且つ3000Å以下であることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４】
上記結晶配向制御層はチタン酸ランタン鉛からなることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項５】
上記結晶配向制御層はジルコン酸チタン酸鉛からなっていて、鉛含有量が上記圧電体層よりも少ないことを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項６】
上記圧電体層はジルコン酸チタン酸鉛を含んでいて、（100）面に優先配向していることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項７】
上記第1電極層のパターニング工程では、上記第1電極層をアルゴンガスを用いたドライエッチング法でパターニングすることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項８】
上記結晶配向制御層のパターニング工程では、ハロゲン元素を含むガス又はハロゲン元素を含むガスと不活性ガスとからなる混合ガスを用いたドライエッチング法で上記結晶配向制御層をパターニングすることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項９】
上記圧電体層のパターニング工程では、上記圧電体層をフッ硝酸を主成分とするエッチャントを用いたウェットエッチング法でパターニングすることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか1つに記載の製造方法により製造されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項１１】
上記圧電体層のパターニングにより形成された側面は、該圧電体層と上記第2電極層との界面に対して斜めに形成されており、
上記圧電体層のパターニングにより形成された側面と上記界面とのなす角度は、110度以上で且つ135度以下であることを特徴とする請求項１０記載のインクジェットヘッド。
【請求項１２】
請求項１０又は１１記載のインクジェットヘッドと、
上記インクジェットヘッドと記録媒体とを相対移動させる移動手段と、
を備えたことを特徴とするインクジェット式記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子の圧電効果を利用して記録を行うインクジェットヘッドの製造方法並びにその製造方法により製造されたインクジェットヘッド及びそのインクジェットヘッドを備えたインクジェット式記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、圧電素子の圧電効果を利用して記録を行うインクジェットヘッドが知られている（例えば、特許文献1を参照）。
【０００３】
このインクジェットヘッドは、例えば以下のように製造される。すなわち、まず、図4（a）に示すように、基板100の一方側の面の上に第1電極層101、結晶配向制御層（初期層）102、圧電体層103、第2電極層104、及び振動層105を順に成膜する。この結晶配向制御層102は、圧電体層103の結晶配向性を制御するものである。次に、図4（b）に示すように、振動層105上に圧力室部材106を接合する。この圧力室部材106は、圧力室107,107,…を互いに隔てるための隔壁108と、インク吐出口109,109,…が形成されたノズル板110とからなる。圧力室部材106の接合後、基板100をエッチング法で除去する。次に、図4（ｃ）に示すように、第1電極層101を各圧力室107の位置に対応するようにドライエッチング法でパターニングする。最後に、結晶配向制御層102及び圧電体層103をウェットエッチング法でパターニングする。その結果、図4（ｄ）に示すようなインクジェットヘッドが形成される。ここで、図4（d）は、図4（c）のA−B線の矢視断面図である。このインクジェットヘッドにおいて、第1電極層（個別電極）101と第2電極層104（共通電極）との間に交流電圧を印加すると、圧電体層103に撓み振動が発生して振動層105が変位する。そして、その変位によって圧力室107内のインクに圧力が付与されてインク吐出口109からインクが記録媒体に対して吐出される。
【特許文献１】特開2001-113712号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の構成では、結晶配向制御層のエッチングレートが圧電体層よりも遅いため、結晶制御層のウェットエッチング法によるパターニング作業に長時間を要してしまう。そして、そのパターンニング作業の間にエッチングレートが速い圧電体層が大きくサイドエッチング（アンダーエッチング）される。そのため、第1及び第2電極層がショートするという問題や圧電特性のバラツキが大きくなるという課題が生じていた。さらに、サイドエッチングを考慮して、結晶配向制御層を第1電極層よりも大きめにパターニングする必要があった。そのため、隣接する第1電極間に結晶配向制御層が存在するようなパターンの場合には、結晶配向制御層は絶縁性が低いため、隣接する個別電極間にリーク電流が流れるという問題が発生していた。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、第1電極層と結晶配向制御層と該結晶配向制御層により結晶配向性を制御される圧電体層と第2電極層と振動層とを有し且つ圧力室内のインクに圧力を付与して該圧力室に連通したノズルからインクを記録媒体に対して吐出させる圧電素子を備えたインクジェットヘッドの製造方法において、隣接する第1電極層間の絶縁性を向上させるとともに圧電体層をウェットエッチング法でパターニングする際におけるサイドエッチングされる部分を減らす技術を提供することにある。また、印刷時において印刷むらが少ないインクジェット式記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、第1電極層と結晶配向制御層と該結晶配向制御層により結晶配向性を制御される圧電体層と第2電極層と振動層とを有し且つ圧力室内のインクに圧力を付与して該圧力室に連通したノズルからインクを記録媒体に対して吐出させる圧電素子を備えたインクジェットヘッドの製造方法であって、基板の一方側の面の上に上記第1電極層、上記結晶配向制御層、上記圧電体層、上記第2電極層、及び上記振動層を順に成膜する工程と、上記振動層上に少なくとも上記ノズル及び上記圧力室が形成された圧力室部材を接合する工程と、上記基板をエッチング法で除去する工程と、上記第1電極層を上記圧力室の位置に対応するようにドライエッチング法でパターニングする工程と、上記結晶配向制御層を上記圧力室の位置に対応するようにドライエッチング法でパターニングする工程と、上記圧電体層をウェットエッチング法でパターニングして上記圧電素子を形成する工程と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
これにより、結晶配向制御層を圧力室の位置に対応するようにドライエッチング法でパターニングするため、結晶配向制御層の圧力室の位置に対応しない部分が除去される。すなわち、隣接する第1電極間に結晶配向制御層が存在しなくなる。そのため、隣接する第1電極層間の絶縁性を向上させることができる。
【０００８】
また、上記のように、エッチングレートが圧電体層よりも遅い結晶配向制御層が除去されるため、圧電体層をウェットエッチング法でパターニングする際におけるサイドエッチングされる部分を減らすことができ、第1及び第2電極層間のショートを防止することができる。さらに、圧電体層をパターニングする際におけるエッチングのバラツキが小さくなるため、変位のバラツキを小さくすることができる。
【０００９】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記第1電極層は貴金属からなることを特徴とするものである。
【００１０】
これにより、第1電極層は貴金属からなるため、結晶配向制御層及び圧電体層の各層をスパッタ法で成膜する場合にその成膜温度に十分に耐えることができる。
【００１１】
また、第1電極層は貴金属からなるため、第1電極層は電極として適切な材料で構成される。
【００１２】
第３の発明は、上記第１の発明において、上記結晶配向制御層の厚さは40Å以上で且つ3000Å以下であることを特徴とするものである。
【００１３】
ところで、結晶配向制御層の厚さが40Å未満である場合には、圧電体層を（100）面に優先配向させることができない。また、結晶配向制御層の厚さが3000Åよりも大きい場合には、結晶配向制御層の圧電特性が低くなって吐出性能の低いインクジェットヘッドになる。
【００１４】
ここで、本発明によれば、結晶配向制御層の厚さは40Å以上で且つ3000Å以下であるため、圧電体層を（100）面に優先配向させることができるとともに、吐出性能の高いインクジェットヘッドを得ることができる。
【００１５】
第４の発明は、上記第１の発明において、上記結晶配向制御層はチタン酸ランタン鉛からなることを特徴とするものである。
【００１６】
これにより、結晶配向制御層はチタン酸ランタン鉛からなるため、(100)面に配向しやすい。そのため、圧電体層の結晶配向性を向上させることができる。
【００１７】
第５の発明は、上記第１の発明において、上記結晶配向制御層はジルコン酸チタン酸鉛からなっていて、鉛含有量が上記圧電体層よりも少ないことを特徴とするものである。
【００１８】
これにより、結晶配向制御層はジルコン酸チタン酸鉛からなっていて、鉛含有量が圧電体層よりも少ないため、(100)面に配向しやすい。そのため、圧電体層の結晶配向性を向上させることができる。
【００１９】
第６の発明は、上記第１の発明において、上記圧電体層はジルコン酸チタン酸鉛を含んでいて、（100）面に優先配向していることを特徴とするものである。
【００２０】
これにより、圧電体層はジルコン酸チタン酸鉛を含んでいて、（100）面に優先配向しているため、高い圧電特性を有する。そのため、高性能のインクジェットヘッドを得ることができる。
【００２１】
第７の発明は、上記第１の発明において、上記第1電極層のパターニング工程では、上記第1電極層をアルゴンガスを用いたドライエッチング法でパターニングすることを特徴とするものである。
【００２２】
これにより、第1電極層をアルゴンガスを用いたドライエッチング法でパターニングするため、レジストへのダメージを少なくしながら、第1電極層をドライエッチング法でパターニングできる。
【００２３】
第８の発明は、上記第１の発明において、上記結晶配向制御層のパターニング工程では、ハロゲン元素を含むガス又はハロゲン元素を含むガスと不活性ガスとからなる混合ガスを用いたドライエッチング法で上記結晶配向制御層をパターニングすることを特徴とするものである。
【００２４】
これにより、ハロゲン元素を含むガス又はハロゲン元素を含むガスと不活性ガスとからなる混合ガスを用いたドライエッチング法で結晶配向制御層をパターニングするため、結晶配向制御層のドライエッチング法によるパターニングをダメージなく行うことができる。また、結晶配向制御層の圧力室の位置に対応しない部分を完全に除去できる。
【００２５】
第９の発明は、上記第１の発明において、上記圧電体層のパターニング工程では、上記圧電体層をフッ硝酸を主成分とするエッチャントを用いたウェットエッチング法でパターニングすることを特徴とするものである。
【００２６】
これにより、圧電体層をフッ硝酸を含むエッチャントを用いたウェットエッチング法でパターニングするため、圧電体層をドライエッチング法でパターニングする場合と比較して、圧電体層を早くパターニングできる。
【００２７】
第１０の発明は、上記第１〜９の発明のいずれか1つの製造方法により製造されたことを特徴とするインクジェットヘッドである。
【００２８】
第１１の発明は、上記第１０の発明において、上記圧電体層のパターニングにより形成された側面が、該圧電体層と上記第2電極層との界面に対して斜めに形成されており、上記圧電体層のパターニングにより形成された側面と上記界面とのなす角度が、110度以上で且つ135度以下であることを特徴とするものである。
【００２９】
これにより、圧電体層のパターニングにより形成された側面が、圧電体層と第2電極層との界面に対して斜めに形成されており、さらに、圧電体層のパターニングにより形成された側面と上記界面とのなす角度が、110度以上で且つ135度以下であるため、圧電体層の変位を拘束する部分を減らすことができる。そのため、変位を向上させることができる。
【００３０】
ところで、圧電体層のパターニングにより形成された側面と上記界面とのなす角度が110度未満である場合には、圧電体層の変形に抵抗する部分が大きくなって変位が低下する。一方、圧電体層のパターニングにより形成された側面と上記界面とのなす角度が135度よりも大きい場合には、その角度を制御するのが困難になって変位のバラツキが大きくなる。ここで、本発明によれば、圧電体層のパターニングにより形成された側面と上記界面とのなす角度が110度以上であるため、圧電体層の変形に抵抗する部分を減らすことができ、それにより、変位を向上させることができる。そのため、インクジェットヘッドの吐出性能を向上させることができる。また、本発明によれば、圧電体層のパターニングにより形成された側面と上記界面とのなす角度が135度以下であるため、変位のバラツキを小さくすることができる。
【００３１】
第１２の発明は、上記第１０又は第１１の発明のインクジェットヘッドと、上記インクジェットヘッドと記録媒体とを相対移動させる移動手段と、を備えたことを特徴とするインクジェット式記録装置である。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明したように、本発明によれば、結晶配向制御層の圧力室の位置に対応しない部分が除去されるので、隣接する第1電極層間の絶縁性を向上させることができる。また、上記のように、エッチングレートが圧電体層よりも遅い結晶配向制御層が除去されるので、圧電体層をウェットエッチング法でパターニングする際にサイドエッチングされる部分を減らすことができ、それにより、変位のバラツキを小さくすることができる。以上により、変位特性が良好なインクジェットヘッドを提供できる。さらに、印刷時において印刷むらが少ないインクジェット式記録装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３４】
図1に示すように、本発明の実施形態に係るインクジェット式記録装置40はインクジェットヘッド41を備えていて、このインクジェットヘッド41のインク吐出口10（図2を参照）から吐出したインク滴を記録用紙等の記録媒体42に着弾させて記録を行うものである。インクジェットヘッド41はキャリッジ44に搭載されていて、そのキャリッジ44が記録媒体42の幅方向（以下、主走査方向Ｘという）に延びるキャリッジ軸43に沿って往復移動するのに伴い主走査方向Ｘに往復移動する。インクジェット式記録装置40は、記録媒体42を主走査方向Ｘと略垂直な副走査方向Ｙに移動させる、上下３つずつのローラ45,45,…を備えている。これらのローラ45,45,…は、キャリッジ44が主走査方向Ｘに一走査分だけ移動するごとに、記録媒体42を副走査方向Ｙに所定量だけ搬送するように構成されている。なお、本発明に係る移動手段は、キャリッジ軸43、キャリッジ44、及びローラ45に対応する。
【００３５】
ここで、図3（c）は、インクジェットヘッド41の平面図であり、図3（d）は、図3（c）のG−H線の矢視断面図である。図3（d）に示すように、インクジェットヘッド41は、少なくとも複数のインク吐出口（ノズル）10,10,…と各インク吐出口10のそれぞれに連通する複数の圧力室8,8,…とが形成された圧力室部材7と、各圧力室8内のインクのそれぞれに圧力を付与する複数の圧電素子12,12,…とを備えている。圧力室部材7は、複数の圧力室8,8,…を互いに隔てるための隔壁9と、複数のインク吐出口10,10,…が形成されたノズル板11とを有している。圧電素子12は、振動層6、共通電極（第2電極層）5、圧電体層4、結晶配向制御層（初期層）3、及び個別電極（第1電極層）2が順に積層されて構成されている（振動層6等の材料や寸法などは後述する）。また、図3（c）に示すように、結晶配向制御層3上には、個別電極2に接続された電極配線2aが形成されている。
【００３６】
第1電極層2及び結晶配向制御層3は、各圧力室8の位置に対応するようにパターニングされて個別化されている。個別電極2及び個別化された結晶配向制御層3は、層厚方向から見て長方形状に形成されている。結晶配向制御層3は、圧電体層4の成膜時において、圧電体層4の結晶配向性を制御するものである。
【００３７】
圧電体層4はパターニングされている。パターンニングされた圧電体層4の各圧力室8の位置に対応する部分は、層厚方向から見て長方形状である。図3（d）に示すように、パターニングされた圧電体層4の各圧力室8の位置に対応する部分の幅方向両側面4a,4aは、結晶配向制御層3側から共通電極5側に向かって互いの間隔が狭くなるテーパー状に形成されている。パターニングされた圧電体層4の各圧力室8の位置に対応する部分における一方の側面4aと共通電極5側の面4bとのなす角度θは、120度である。言い換えれば、圧電体層4のパターニングにより形成された両側面4a,4aは、圧電体層4と共通電極5との界面に対して斜めに形成されており、さらに、圧電体層4のパターニングにより形成された一方の側面（以下、傾斜面という）4aと上記界面とのなす角度（以下、テーパー角という）θは120度である。
【００３８】
−インクジェットヘッドの製造方法−
以下に、上記のインクジェットヘッド41の製造方法について説明する。まず、図2（a）に示すように、Si基板1の一方側の面上に、厚さ0.2μmのPtからなる第1電極層2をスパッタリング法で成膜した。この第1電極層2は、Si基板1を400℃に加熱しながら1Paのアルゴンガス（以下、Arガスという）中で200Wの高周波電力を12分間だけ印加することにより成膜した。
【００３９】
次に、第1電極層2上に、厚さ600Åのチタン酸ランタン鉛（チタン酸鉛ランタン，以下、PLTという）からなる結晶配向制御層3をスパッタリング法で成膜した。この結晶配向制御層3は、Si基板1を610℃に加熱しながら0.5PaのAr−O2ガス（ガス体積比Ar：O2＝19：2）中で300Wの高周波電力を10分だけ印加することにより成膜した。
【００４０】
次に、結晶配向制御層3上に、厚さ2.5μmのPbZr0.53Ti0.47O3（ジルコン酸チタン酸鉛，以下、PZTという）からなる圧電体層4をスパッタリング法で成膜した。この圧電体層4は、Si基板1を610℃に加熱しながら0.3PaのAr-O2ガス（ガス体積比Ar：O2＝19:1）中で250Wの高周波電力を3時間だけ印加することにより成膜した。その結果、圧電体層4は（100）面に優先配向した。優先配向とは、結晶の配向方向が無秩序でなく、特定の結晶面がほぼ一定の方向に向いている状態をいう。
【００４１】
次に、圧電体層4上に、厚さ0.2μmのPtからなる共通電極（第2電極層）5をスパッタリング法で成膜した。この共通電極5は、Si基板1の温度を室温にして1PaのArガス中で200Wの高周波電力を12分間だけ印加することにより成膜した。
【００４２】
次に、共通電極5上に、厚さ5μmのCrからなる振動層6をスパッタリング法で成膜した。この振動層6は、Si基板1の温度を室温にして0.3PaのArガス中で200Wの高周波電力を150分間だけ印加することにより成膜した。
【００４３】
次に、図2（b）に示すように、振動層6上に圧力室部材7を接合した。そして、圧力室部材7の接合後、Si基板1をエッチング法で除去した。
【００４４】
次に、図2（ｃ）及び（ｄ）に示すように、第1電極層2を各圧力室8の位置に対応するようにArガスを用いたドライエッチング法でパターニングすることにより、所定形状（本実施形態では、長方形状）の個別電極2,2,…を形成した。なお、図2（ｃ）は、個別電極2及び結晶配向制御層3等の平面図であり、図2（d）は、図2（c）のC−D線の矢視断面図である。また、図2（ｃ）及び（ｄ）には5ピンしか示されていないが、実際には1つのヘッド41に400ピンある。
【００４５】
次に、本発明の特徴として、図3（a）及び（b）に示すように、結晶配向制御層3を各圧力室8（各個別電極2）の位置に対応するようにAr-Cl2ガスを用いたドライエッチング法でパターニングすることにより、個別電極2と同一のパターン形状（本実施形態では、例えば長方形状）である、個別化された結晶配向制御層3,3,…を形成した。言い換えれば、結晶配向制御層3の各圧力室8の位置に対応しない部分をドライエッチング法で除去することにより、個別化された、長方形状の結晶配向制御層3,3,…を形成した。このパターニングは、10PaのAr-Cl2ガス（ガス体積比Ar：Cl2＝20：20）中で150Wの高周波電力を5分間だけ印加することにより行った。その結果、結晶配向制御層3は厚み方向（深さ方向）に600Åだけドライエッチングされた。なお、図3（a）は、個別電極2等の平面図であり、図3（b）は、図3（a）のE−F線の矢視断面図である。
【００４６】
次に、図3（c）及び（d）に示すように、圧電体層4の隣接する個別電極2,2間を、フッ硝酸を主成分とするエッチャントを用いたウェットエッチング法で上記長手方向にパターニングすることにより、複数の圧電素子12,12,…を形成した。このパターニングは、パターニングされた圧電体層4の各圧力室8の位置に対応する部分の両傾斜面4a,4aがテーパー状になり且つそのテーパー角θが120度になるように行った。
【００４７】
−インクジェット式記録装置の動作−
以下に、インクジェット式記録装置40の動作について説明する。まず、インクジェットヘッド41をキャリッジ44により主走査方向Xに往復移動させて、その移動時にインクジェットヘッド41のインク吐出口10からインクを記録媒体42に吐出させることにより、一走査分の記録を行う。この一走査分の記録が終了すると、記録媒体42をローラ45により副走査方向Ｙに所定量だけ移動させて、上記のように次の一走査分の記録を行う。
【００４８】
（その他の実施形態）
なお、本実施形態では、第1電極層2はPtからなるが、Pt、Ir、Pd及びRuのうちいずれか1つの貴金属で構成されていれば良い。また、それらの貴金属にTi、Al、Mg、Ca、Sr、Ba、Fe、Co、Ni、Cu及びMnなどの添加物が含まれたもので構成されても良い。
【００４９】
また、本実施形態では、結晶配向制御層3の厚さは600Åであるが、40Å以上で且つ3000Å以下であれば良い。
【００５０】
また、本実施形態では、結晶配向制御層3はPLTからなるが、PZTから構成されても良い。このとき、PZTからなる結晶配向制御層3は鉛含有量が圧電体層4よりも少ない。
【００５１】
また、本実施形態では、圧電体層4はPZTからなるが、PZTにSr、Nb、Alなどの添加物を含有したもの等、PZTを主成分とする圧電材料で構成されていれば良く、また、PMNやPZN等で構成されていても良い。さらに、本実施形態では、圧電体層4の膜厚が2.5μmであるが、0.5μm以上で且つ5.0μm以下であれば良い。
【００５２】
また、本実施形態では、第1電極層2をArガスを用いたドライエッチング法でパターニングしているが、エッチングガスとしてAr以外の他のガスを含んだものを用いても良い。
【００５３】
また、本実施形態では、結晶配向制御層3をAr-Cl2ガスを用いたドライエッチング法でパターニングしているが、エッチングガスとして、Ar-Cl2ガスの代わりに、ハロゲン元素を含むハロゲン含有ガス又はハロゲン含有ガスと不活性ガスとからなる混合ガスを用いても良い。このときも、結晶配向制御層3をAr-Cl2ガスを用いたドライエッチング法でパターニングした場合と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
また、第1電極層2と結晶配向制御層3は、同時にパターニングしても、別々にパターニングしても良い。
【００５５】
また、本実施形態では、テーパー角θが120度であるが、110度以上で且つ135度以下であれば良い。
【００５６】
ここで、本実施形態に係るインクジェットの製造方法は、以下の実施例の結果に基づいて決定されている。
【００５７】
（実施例1）
本実施例に係るインクジェットヘッドは、各層の材料及び膜厚並びに製造方法等を上記の実施形態と同じにした。本実施例のインクジェットヘッドの隣接する個別電極間のリーク電流を半導体パラメータアナライザーで測定すると、10pA以下（測定限界）であった。つまり、結晶配向制御層をウェットエッチング法でパターニングした、従来のインクジェットヘッドと比較して、リーク電流を小さくすることができた。また、このインクジェットヘッドの変位を20ピン分だけ測定すると、変位のバラツキはσ＝1.7％であった。
【００５８】
（実施例2）
本実施例に係るインクジェットヘッドは、第1電極層がIrからなり且つ結晶配向制御層が厚み40ÅのPZTからなる。また、結晶配向制御層をドライエッチングする際に用いるエッチングガスがAr-CF4ガスであった。その他の点に関しては実施例1とほぼ同様である。本実施例のインクジェットヘッドの隣接する個別電極間のリーク電流は10pA以下（測定限界）であった。また、変位のバラツキは3.2％であった。
【００５９】
（実施例3）
本実施例に係るインクジェットヘッドは、結晶配向制御層が厚み2000ÅのPZTからなる。また、結晶配向制御層をドライエッチングする際に用いるエッチングガスがSF6ガスであった。その他の点に関しては実施例1とほぼ同様である。本実施例のインクジェットヘッドの隣接する個別電極間のリーク電流は10pA以下（測定限界）であった。また、変位のバラツキは2.5％であった。
【００６０】
（実施例4）
本実施例に係るインクジェットヘッドは、結晶配向制御層の厚みが1000Åである。また、結晶配向制御層をドライエッチングする際に用いるエッチングガスがCCl4ガスであった。その他の点に関しては実施例1とほぼ同様である。本実施例のインクジェットヘッドの隣接する個別電極間のリーク電流は10pA以下（測定限界）であった。また、変位のバラツキは1.8％であった。
【００６１】
（実施例5）
本実施例に係るインクジェットヘッドは、第1電極層がRuからなり且つ結晶配向制御層の厚みが80Åである。また、結晶配向制御層をドライエッチングする際に用いるエッチングガスがCF4ガスであった。その他の点に関しては実施例1とほぼ同様であった。本実施例のインクジェットヘッドの隣接する個別電極間のリーク電流は10pA以下（測定限界）であった。また、変位のバラツキは2.6％であった。
【００６２】
（比較例1）
本比較例に係るインクジェットヘッドは、結晶配向制御層をウェットエッチング法でパターニングしたものである。すなわち、結晶配向制御層の圧力室の位置に対応しない部分をドライエッチング法で除去しないものである。その他の点に関しては実施例１とほぼ同様である。本比較例のインクジェットヘッドの隣接する個別電極間のリーク電流は5.1nAであった。また、変位のバラツキは12.5％であった。
【００６３】
（比較例2）
本比較例に係るインクジェットヘッドでは、結晶配向制御層をドライエッチングする際に用いるエッチングガスがArガスであった。その他の点に関しては実施例１とほぼ同様である。本比較例のインクジェットヘッドの隣接する個別電極間のリーク電流は750pAであった。また、変位のバラツキは8.4％であった。本比較例では、リーク電流及び変位のバラツキが比較例１よりも小さかったが、実施例1〜5のような格別の効果を得ることができなかった。
【００６４】
−効果−
以上により、本実施形態によれば、結晶配向制御層3を各圧力室8の位置に対応するようにドライエッチング法でパターニングするため、結晶配向制御層3の各圧力室8の位置に対応しない部分が除去される。すなわち、隣接する個別電極2,2間に結晶配向制御層3が存在しなくなる。そのため、隣接する個別電極2,2間の絶縁性を向上させることができる。また、上記のようにエッチングレートが圧電体層4よりも遅い結晶配向制御層3が除去されるため、圧電体層4をウェットエッチング法でパターニングする際におけるサイドエッチングされる部分を減らすことができ、個別及び共通電極2,5間のショートを防止することができる。さらに、圧電体層4をパターニングする際におけるエッチングのバラツキが小さくなるため、変位のバラツキを小さくすることができる。以上により、変位特性が良好なインクジェットヘッド41を提供できる。
【００６５】
また、第1電極層2は貴金属からなるため、結晶配向制御層3及び圧電体層4の各層をスパッタ法で成膜する場合にその成膜温度に十分に耐えることができる。
【００６６】
また、第1電極層2は貴金属からなるため、第1電極層2は個別電極として適切な材料で構成される。
【００６７】
ところで、結晶配向制御層3の厚さが40Å未満である場合には、圧電体層4を（100）面に優先配向させることができない。また、結晶配向制御層3の厚さが3000Åよりも大きい場合には、結晶配向制御層3の圧電特性が低くなって吐出性能の低いインクジェットヘッド41になる。ここで、本実施形態によれば、結晶配向制御層3の厚さは40Å以上で且つ3000Å以下であるため、圧電体層4を（100）面に優先配向させることができるとともに、吐出性能の高いインクジェットヘッド41を得ることができる。
【００６８】
また、結晶配向制御層3がPLTからなる場合には、その結晶配向制御層3は(100)面に配向しやすい。そのため、圧電体層4の結晶配向性を向上させることができる。
【００６９】
また、結晶配向制御層3がPZTからなっていて、鉛含有量が圧電体層4よりも少ない場合には、その結晶配向制御層3は(100)面に配向しやすい。そのため、圧電体層4の結晶配向性を向上させることができる。
【００７０】
また、圧電体層4はPZTを含んでいて、（100）面に優先配向しているため、高い圧電特性を有する。そのため、高性能のインクジェットヘッド41を得ることができる。
【００７１】
また、第1電極層2をアルゴンガスを用いたドライエッチング法でパターニングするため、レジストへのダメージを少なくしながら、第1電極層2をドライエッチング法でパターニングできる。
【００７２】
また、ハロゲン含有ガス又はハロゲン含有ガスと不活性ガスとからなる混合ガスを用いたドライエッチング法で結晶配向制御層3をパターニングするため、結晶配向制御層3のドライエッチング法によるパターニングをダメージなく行うことができる。また、結晶配向制御層3の各圧力室8の位置に対応しない部分を完全に除去できる。
【００７３】
また、圧電体層4をフッ硝酸を含むエッチャントを用いたウェットエッチング法でパターニングするため、圧電体層4をドライエッチング法でパターニングする場合と比較して、圧電体層4を早くパターニングできる。
【００７４】
また、圧電体層4のパターニングにより形成された両傾斜面4a,4aは、圧電体層4と共通電極5との界面に対して斜めに形成されており、さらに、テーパー角θは120度である。すなわち、パターニングされた圧電体層4の各圧力室8の位置に対応する部分の両傾斜面4a,4aは、結晶配向制御層3側から共通電極5側に向かって互いの間隔が狭くなるテーパー状に形成されているため、圧電体層4の変位を拘束する部分を減らすことができる。そのため、変位を向上させることができる。このように、パターニングされた圧電体層4の各圧力室8の位置に対応する部分の両傾斜面4a,4aをテーパー状に形成するのは、ピンのサイズが小さい程有効である。
【００７５】
ところで、テーパー角θが110度未満である場合には、圧電体層4の変形に抵抗する部分が大きくなって変位が低下する。一方、テーパー角θが135度よりも大きい場合には、テーパー角θを制御するのが困難になって変位のバラツキが大きくなる。ここで、本実施形態によれば、テーパー角θが110度以上であるため、圧電体層4の変形に抵抗する部分を減らすことができ、それにより、変位を向上させることができる。そのため、インクジェットヘッドの吐出性能を向上させることができる。また、テーパー角θが135度以下であるため、変位のバラツキを小さくすることができる。
【００７６】
また、インクジェット式記録装置40は上記のインクジェットヘッド41を備えているため、良好な印字性能を有している。そのため、印刷時において印刷むらが少ないインクジェット式記録装置40を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上説明したように、本発明は、プリンター、ワープロ、ファクシミリ、印刷機などの記録装置等について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェット式記録装置の概略構成図である。
【図２】インクジェットヘッドの製造工程図の一部である。
【図３】インクジェットヘッドの製造工程図の一部である。
【図４】従来におけるインクジェットヘッドの製造工程図である。
【符号の説明】
【００７９】
1  基板
2  個別電極（第1電極層）
3  結晶配向制御層
4  圧電体層
5  共通電極（第2電極層）
6  振動層
7  圧力室部材
8  圧力室
9  隔壁
10  インク吐出口（ノズル）
11  ノズル板
40  インクジェット式記録装置
41  インクジェットヘッド
42  記録媒体
43  キャリッジ軸（移動手段）
44  キャリッジ（移動手段）
45  ローラ（移動手段）
【図１】
2005153353.tif 000003
【図２】
2005153353.tif 000004
【図３】
2005153353.tif 000005
【図４】
2005153353.tif 000006