(57)【要約】【課題】  圧電素子の破壊を長期間に亘って確実に防止することができると共に振動板の変位量の低下を防止することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。【解決手段】  液滴を吐出するノズル開口２１に連通する圧力発生室１２が形成される流路形成基板１０と、流路形成基板１０の一方面側に振動板を介して設けられる下電極６０、圧電体層７０及び上電極８０からなる圧電素子３００とを具備する液体噴射ヘッドにおいて、圧電素子３００が、無機絶縁材料からなり圧電素子３００側に形成される第１層１０１と、この第１層１０１とは異なる材料からなりその第１層１０１上に形成される第２層１０２とを少なくとも有する絶縁膜１００によって覆われている。【選択図】        図１
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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開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドにおいて、
前記圧電素子が、無機絶縁材料からなり前記圧電素子側に形成される第１層と、該第１層とは異なる材料からなり当該第１層上に形成される第２層とを少なくとも有する絶縁膜によって覆われていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１において、前記絶縁膜の前記上電極に対向する部分の少なくとも一部に、前記第１層の厚さが前記圧電素子に対向する他の部分の厚さより薄い薄膜部を有することを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項２において、前記第１層の前記薄膜部に対応する部分が除去されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記第１層のヤング率が前記第２層のヤング率より大きいことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、少なくとも前記第１層が酸化物からなることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項５において、前記第２層が前記第１層とは異なる酸化物からなることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項７】
請求項５又は６において、前記第１層が酸化アルミニウムからなることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項８】
請求項５において、前記第２層が樹脂からなることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項９】
請求項８において、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合され前記圧電素子を保護する圧電素子保持部が設けられた保護基板をさらに具備し、且つ前記第２層が、前記保護基板に設けられ前記圧電素子保持部に連通する連通孔から未硬化樹脂を注入することによって前記圧電素子に対向する領域から前記圧電素子保持部内の内面まで連続的に形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れかにおいて、前記圧力発生室がシリコン単結晶基板に異方性エッチングにより形成され、前記圧電素子の各層が成膜及びリソグラフィ法により形成されたものであることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れかの液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に、インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板の表面に圧電素子を形成して、圧電素子の変位によりインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドには、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したものの２種類が実用化されている。
【０００３】
前者は圧電素子の端面を振動板に当接させることにより圧力発生室の容積を変化させることができて、高密度印刷に適したヘッドの製作が可能である反面、圧電素子をノズル開口の配列ピッチに一致させて櫛歯状に切り分けるという困難な工程や、切り分けられた圧電素子を圧力発生室に位置決めして固定する作業が必要となり、製造工程が複雑であるという問題がある。
【０００４】
これに対して後者は、圧電材料のグリーンシートを圧力発生室の形状に合わせて貼付し、これを焼成するという比較的簡単な工程で振動板に圧電素子を作り付けることができるものの、たわみ振動を利用する関係上、ある程度の面積が必要となり、高密度配列が困難であるという問題がある。
【０００５】
一方、後者の記録ヘッドの不都合を解消すべく、振動板の表面全体に亙って成膜技術により均一な圧電材料層を形成し、この圧電材料層をリソグラフィ法により圧力発生室に対応する形状に切り分けて各圧力発生室毎に独立するように圧電素子を形成したものがある。そして、このような圧電素子は、例えば、湿気等の外部環境に起因して破壊され易いという問題がある。そこで、このような問題を解決するために、圧電素子の外周面を絶縁体からなる保護膜で覆うと共に、その保護膜の圧電素子の上面に対向する領域に他の領域よりも膜厚の薄い薄膜部を設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、保護膜の成膜時に、膜にピンホール等が形成され、これによって耐湿性が低下し、圧電素子が破壊されるという問題がある。特に、ピンホール等が薄膜部に形成されると、圧電素子が破壊され易くなる。
【０００７】
また、薄膜部を有する保護膜が設けられたヘッドにおいては、圧電素子の破壊を防止するために、圧電素子を保護膜で覆うようにし、圧電素子を保護膜で覆うことによる振動板の変位量の低下を防止するために、保護膜に薄膜部を設けているが、この薄膜部の膜厚は他の部分の膜厚よりも薄いため耐湿性が低下し、圧電素子（圧電体層）が破壊される虞があるという問題がある。
【０００８】
このように、保護膜によって圧電素子を覆うようにしたヘッドにおいては、圧電素子を保護膜で覆うと振動板の変位量が低下する一方、保護膜の膜厚を薄く形成すると圧電素子が破壊されてしまい、これら二つの問題を同時に解決するのは非常に困難である。このような問題は、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドだけではなく、勿論、インク以外の液滴を吐出する他の液体噴射ヘッドにおいても、同様に存在する。
【０００９】
なお、上述した保護膜としては、基板の一方面側に複数のインク液室が設けられ、これら各インク液室の内面に設けられた電極を保護する保護膜が知られている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、この保護膜は、電極を保護するものであり、インクとは接触しない部分に設けられた圧電素子の水分による破壊を防止する保護膜とは明らかに相違する。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−２６０３５７号公報（第８図）
【特許文献２】特開平０７−１０１０５７号公報（第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑み、圧電素子の破壊を長期間に亘って確実に防止することができると共に振動板の変位量の低下を防止することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドにおいて、前記圧電素子が、無機絶縁材料からなり前記圧電素子側に形成される第１層と、該第１層とは異なる材料からなり当該第１層上に形成される第２層とを少なくとも有する絶縁膜によって覆われていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第１の態様では、圧電素子を直接保護する第１層が無機絶縁材料からなるため、水分による圧電素子の破壊が確実に防止される。また、圧電素子が少なくとも無機絶縁材料からなる第１層と、この第１層とは異なる材料からなる第２層を有する絶縁膜によって覆われるため、第１層及び第２層のそれぞれにピンホールが形成されたとしても、絶縁膜の面方向で各層のピンホールが一致することはなく、水分（湿気）に起因する圧電素子（圧電体層）の劣化（破壊）が長期に亘って確実に防止される。
【００１３】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記絶縁膜の前記上電極に対向する部分の少なくとも一部に、前記第１層の厚さが前記圧電素子に対向する他の部分の厚さより薄い薄膜部を有することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第２の態様では、少なくとも上電極及び圧電体層の外周面を２層の絶縁膜によって確実に覆うことができるため、水分による圧電素子の破壊が確実に防止される。また、絶縁膜の上電極に対向する部分の少なくとも一部の厚さが圧電素子に対向する他の部分の厚さよりも薄いため、圧電素子の駆動を絶縁膜によって阻害することが減少し、振動板の変位量の低下が防止される。
【００１４】
本発明の第３の態様は、第２の態様において、前記第１層の前記薄膜部に対応する部分が除去されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
かかる第３の態様では、上電極及び圧電体層の外周面を２層の絶縁膜によって確実に覆うことができるため、水分による圧電素子の破壊が確実に防止される。また、圧電素子の上面を覆う材料としてヤング率（硬度）の小さい材料（例えば、樹脂等）を選択できるため、振動板の変位量の低下が防止される。
【００１５】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記第１層のヤング率が前記第２層のヤング率より大きいことを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第４の態様では、絶縁膜の圧電素子側のヤング率（硬度）より表面側のヤング率（硬度）が小さいため、振動板の変位量の低下が防止される。
【００１６】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、少なくとも前記第１層が酸化物からなることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第５の態様では、水分透過率の低い酸化物からなる第１層によって圧電素子が覆われるため、水分による圧電素子の破壊が確実に防止される。
【００１７】
本発明の第６の態様は、第５の態様において、前記第２層が前記第１層とは異なる酸化物からなることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第６の態様では、水分透過率の低い酸化物からなる第１層及び第２層を有する絶縁膜によって圧電素子が覆われるため、水分に起因する圧電素子の破壊が確実に防止される。
【００１８】
本発明の第７の態様は、第５又は６の態様において、前記第１層が酸化アルミニウムからなることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第７の態様では、第１層が酸化物の中でも特に水分透過率の極めて低い酸化アルミニウムからなるため、圧電素子の破壊が確実に防止される。
【００１９】
本発明の第８の態様は、第５の態様において、前記第２層が樹脂からなることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第８の態様では、第１層が水分透過率の低い酸化物からなり、圧電素子の破壊が確実に防止され、第２層が酸化物よりヤング率（硬度）の小さい樹脂からなるため、振動板の変位量の低下が防止される。
【００２０】
本発明の第９の態様は、第８の態様において、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合され前記圧電素子を保護する圧電素子保持部が設けられた保護基板をさらに具備し、且つ前記第２層が、前記保護基板に設けられ前記圧電素子保持部に連通する連通孔から未硬化樹脂を注入することによって前記圧電素子に対向する領域から前記圧電素子保持部内の内面まで連続的に形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第９の態様では、流路形成基板と保護基板とを接合した状態で圧電素子保持部内に所定量の未硬化樹脂を注入することにより、第１層上に第２層を比較的容易に形成することができる。
【００２１】
本発明の第１０の態様は、第１〜９の何れかの態様において、前記圧力発生室がシリコン単結晶基板に異方性エッチングにより形成され、前記圧電素子の各層が成膜及びリソグラフィ法により形成されたものであることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第１０の態様では、高密度のノズル開口を有する液体噴射ヘッドを大量に且つ比較的容易に製造することができる。
【００２２】
本発明の第１１の態様は、第１〜１０の何れかの態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる第１１の態様では、耐久性及び信頼性を著しく向上した液体噴射装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及びＡ−Ａ′断面図である。図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる、厚さ１〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。流路形成基板１０には、複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４を介して連通されている。なお、連通部１３は、後述する保護基板のリザーバ部と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバの一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
【００２４】
また、流路形成基板１０の開口面側には、圧力発生室１２を形成する際のマスクとして用いられた絶縁膜５１を介して、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０-6／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又は不錆鋼などからなる。
【００２５】
一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、厚さが例えば約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、下電極膜６０は圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称する。なお、このような圧電素子３００は、圧力発生室１２に対向する領域に振動板を介して設けられているため、圧力発生室１２内に充填されるインクとは直接接触することはない。
【００２６】
例えば、本実施形態では、図２に示すように、下電極膜６０は、圧力発生室１２の長手方向では圧力発生室１２に対向する領域内に形成され、複数の圧力発生室１２に対応する領域に連続的に設けられている。また、下電極膜６０は、圧力発生室１２の列の外側、及び列設された圧電素子３００の間から連通部１３近傍まで延設され、それらの先端部は、後述する駆動ＩＣ１２０から延設された接続配線１３０が接続される接続部６０ａとなっている。圧電体層７０及び上電極膜８０は、基本的には圧力発生室１２に対向する領域内に設けられているが、圧力発生室１２の長手方向では、下電極膜６０の端部よりも外側まで延設されており、下電極膜６０の端面は圧電体層７０によって覆われている。そして、圧力発生室１２の長手方向端部近傍には、圧電体層７０を有するが実質的に駆動されない圧電体非能動部が形成されている。また、上電極膜８０の一端部近傍にはリード電極９０が接続されている。このリード電極９０は、本実施形態では、圧力発生室１２の外側の圧電体非能動部上から連通部１３に対向する領域まで延設されており、その先端部は、下電極膜６０と同様に、接続配線１３０が接続される接続部９０ａとなっている。そして、本実施形態では、圧電素子３００を構成する各層及びリード電極９０が、下電極膜６０の接続部６０ａ及びリード電極９０の接続部９０ａに対向する領域を除いて、絶縁膜１００によって覆われており、これにより水分（湿気）等による圧電素子３００の破壊が防止されている。
【００２７】
本発明の絶縁膜１００は、複数層で構成され、本実施形態では、無機絶縁材料からなり圧電素子３００側に設けられる第１層１０１と、第１層１０１とは異なる材料からなると共にこの第１層１０１上に設けられる第２層１０２とを有する。
ここで、第１層１０１を形成する無機絶縁材料としては、特に限定されないが、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）及び二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等の酸化物等が挙げられる。一方、第２層１０２の材料は、第１層１０１とは異なる酸化物や、例えば、ウレタン系又はアクリル系の樹脂等が挙げられる。
【００２８】
ただし、圧電素子３００側に設けられる第１層１０１は、比較的水分透湿性の低い酸化物で形成されていることが好ましく、少なくとも第２層１０２よりも水分透湿性の低い材料で形成されていることが望ましい。これにより、水分等による圧電素子３００の破壊をより効果的に防止することができる。また、第１層１０１の材料としては、酸化物の中でも水分透過率の極めて低い酸化アルミニウムで形成するのが好ましい。このように、第１層１０１の材料に酸化アルミニウムを用いることで、他の酸化物に比べて第１層１０１の膜厚を厚くすることなく、圧電素子２００の破壊を防止することができる。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態では、圧電素子２００を直接保護する第１層１０１が無機絶縁材料からなるため、水分による圧電素子３００の破壊を確実に防止することができる。具体的には、第１層１０１を形成する材料を樹脂等の有機絶縁材料とすると、無機絶縁材料よりも水分透過を防止することができず、水分によって圧電素子３００が破壊される可能性が非常に高い。しかしながら、第１層１０１を無機絶縁材料で形成すると、有機絶縁材料と比べて水分透過率が極めて低いため、このような第１層１０１によって圧電素子３００を直接保護することで、水分による圧電素子３００の破壊を確実に防止することができる。
【００３０】
また、本実施形態では、絶縁膜１００を２層構造とすることにより、第１層１０１及び第２層１０２のそれぞれにピンホール等が形成された場合でも、絶縁膜１００の面方向で各層のピンホールの位置が一致することはなく、水分等が絶縁膜１００を透過するのをより確実に抑えることができる。さらに、圧電素子３００が破壊され易い部分、すなわち、圧電体層７０及び上電極膜８０の外周面を２層の絶縁膜１００によって覆うことにより、圧電素子３００の破壊を確実に防止することができる。
【００３１】
さらに、第１層１０１及び第２層１０２の材料として、ヤング率の異なる材料を用いる場合には、第１層１０１の材料に、ヤング率が大きい方の材料を用いるのが好ましい。すなわち、絶縁膜１００の振動板側の層を比較的硬度の高い層とすることで、圧電素子３００を駆動した際の振動板の変位量の低下が抑えられるからである。また、ヤング率が小さい材料ほど、透湿性が低くなる傾向にあるため、水分等による圧電素子３００の破壊を防止するという面からも第１層１０１の材料に、ヤング率の大きい方の材料を用いることが好ましい。これらの理由から第１層１０１の材料としては、特に、酸化アルミニウムを用いることが好ましい。
【００３２】
そして、このように絶縁膜１００の第１層１０１を比較的ヤング率の大きい材料で形成し、第２層１０２をそれよりもヤング率の小さい材料で形成することで、圧電素子３００の水分等による破壊を確実に防止でき、且つ圧電素子３００の駆動による振動板の変位の低下を抑えることができる。
ここで、酸化アルミニウムからなる膜で圧電素子を覆い、この状態で圧電素子への通電試験を行った結果を下記表１に示す。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
表１に示すように、厚さ１００ｎｍの酸化アルミニウム膜で圧電素子を覆った試験例１の場合、高湿雰囲気であっても圧電素子が破壊されることはなかった。一方、厚さ５０ｎｍの酸化アルミニウム膜で圧電素子を覆った試験例２の場合、常湿雰囲気で圧電素子が破壊されることは無かったが、高湿雰囲気（２７℃８５％Ｒｈ）では圧電素子が破壊されてしまった。しかしながら、厚さ５０ｎｍの酸化アルミニウム膜上に、さらにウレタン系樹脂（商品名：タッフィー／日立化成工業（株）製）からなる樹脂膜を厚さ５０μｍ程度で形成して通電試験を行ったところ、高湿雰囲気であっても圧電素子が破壊されることはなかった。また、樹脂膜のヤング率は、酸化アルミニウム膜のヤング率よりも小さく、振動板の変位への影響は極めて小さい。したがって、試験例２の酸化アルミニウム膜上に樹脂膜を設けた構成では、試験例１の場合と同等の耐湿性を確保しつつ、圧電素子の駆動による振動板の変位量の低下が小さく抑えられる。
【００３５】
この結果からも明らかなように、圧電素子３００を無機絶縁材料からなる第１層１０１によって直接保護するようにし、この第１層１０１上に第２層１０２を形成することにより、水分（湿気）等による圧電素子３００の破壊を確実に防止することができる。また、第１層１０１を比較的ヤング率の大きい材料、例えば、酸化アルミニウム等で形成し、第２層１０２をそれよりもヤング率の小さい材料、例えば、ウレタン系樹脂等で形成することで、圧電素子３００の水分による破壊を確実に防止できる共に、圧電素子３００の駆動による振動板の変位の低下を抑えることができる。
また、特に第２層１０２の材料に樹脂を用いれば、例えば、第１層１０１の段差部や表面に異物が付着している場合、第２層１０２の材料に酸化物を用いた場合と比べて、膜厚が薄くても第１層１０１を確実に覆うことができるため、絶縁膜１００の形成不良を防止することができるという効果もある。
【００３６】
なお、流路形成基板１０の圧電素子３００側の面には、圧電素子３００に対向する領域にその運動を阻害しない程度の空間を確保可能な圧電素子保持部３１を有する保護基板３０がエポキシ系の樹脂からなる接着剤３５を介して接着されている。圧電素子３００は、この圧電素子保持部３１内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。さらに、保護基板３０には、流路形成基板１０の連通部１３に対応する領域にリザーバ部３２が設けられている。このリザーバ部３２は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の並設方向に沿って設けられており、上述したように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１１０を構成している。保護基板３０と流路形成基板１０との接合には、エポキシ系の樹脂を用いる他に、例えば、金属接合等による接合を行ってもよい。
【００３７】
さらに、この保護基板３０の圧電素子保持部３１とリザーバ部３２との間の領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する接続孔３３が設けられ、この接続孔３３内に上述した下電極膜６０の接続部６０ａ及びリード電極９０の接続部９０ａが露出されている。そして、これら下電極膜６０の接続部６０ａ及びリード電極９０の接続部９０ａに、保護基板３０上に実装された駆動ＩＣ１２０から延設される接続配線１３０の一端が接続されている。
【００３８】
保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることがより好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
また、保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３２の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１１０に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１１０の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
【００３９】
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１１０からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ＩＣ１２０からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００４０】
（実施形態２）
図３は、本発明の実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの要部拡大断面図である。図４は、本発明の実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの製造方法を説明する要部拡大断面図である。図３及び図４に示すように、本実施形態では、流路形成基板１０に接合された保護基板３０Ａに設けられた圧電素子保持部３１Ａに連通する連通孔３１ａを介して未硬化樹脂１０２ａを注入し、圧電素子３００に対向する領域から圧電素子保持部３１Ａ内の内面まで連続的に第２層１０２Ａを形成した。
【００４１】
具体的には、図４に示すように、流路形成基板１０の圧電素子３００側の面に保護基板３０Ａを接着した後、保護基板３０Ａの連通孔３１ａにノズル管２００を挿入すると共にこのノズル管２００を介して圧電素子保持部３１Ａ内に未硬化樹脂１０２ａとして液状のウレタン系の樹脂を所定量注入する。ここでは、例えば、圧電素子３００に対向する領域から圧電素子保持部３１Ａ内の内面に接触するまで未硬化樹脂１０２ａを注入する。この際、保護基板３０Ａと流路形成基板１０とは接着剤３５によって接着されているため、注入された未硬化樹脂１０２ａが圧電素子保持部３１Ａの外に流れ出ることはない。なお、その後は、所定温度に加熱処理をすることにより、圧電素子保持部３１Ａ内の第１層１０１Ａの面上に第２層１０２Ａが形成される。これにより、図３に示すように、圧電素子３００が第１層１０１Ａ及び第２層１０２Ａを有する絶縁膜１００Ａによって確実に覆われる。
【００４２】
このように、流路形成基板１０と保護基板３０Ａとを接合した状態で圧電素子保持部３１Ａ内に所定量の未硬化樹脂１０２ａを注入して第２層１０２Ａを形成することにより、第２層１０２Ａを所定形状にパターニングしなくてもよいので、第１層１０１Ａ上に第２層１０２Ａを比較的容易に形成することができる。また、ウレタン系樹脂からなる第２層１０２Ａは、酸化アルミニウムを用いた場合と比べて、振動板の変位に対する影響が小さい。このため、第２層１０２Ａの厚さを高精度に制御しなくてもよいという利点がある。また、第１層１０１Ａ及び第２層１０２Ａを有する絶縁膜１００Ａによって圧電素子３００を確実に覆うことができるため、上述した実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
（実施形態３）
図５は、本発明の実施形態３に係るインクジェット式記録ヘッドの要部拡大断面図である。本実施形態では、図５に示すように、絶縁膜１００Ｂの上電極膜８０に対向する部分の少なくとも一部に、第１層１０１Ｂの厚さが圧電素子３００に対向する他の部分の厚さよりも薄い薄膜部４００を設けた。このような構成としても、第１層１０１Ｂ及び第２層１０２Ｂを有する２層の絶縁膜１００Ｂによって少なくとも圧電体層７０及び上電極膜８０の外周面を確実に覆うことができるため、水分（湿気）等による圧電体層７０の破壊を確実に防止することができる。また、第１層１０１Ｂに薄膜部４００を設けることにより、絶縁膜１００Ｂが圧電素子３００（振動板）の変位に与える影響を小さくすることができ、振動板の変位量の低下を防止できる。
【００４４】
（実施形態４）
図６は、本発明の実施形態４に係るインクジェット式記録ヘッドの要部拡大断面図である。上述した実施形態３では、絶縁膜１００Ｂの上電極膜８０に対向する部分の少なくとも一部に薄膜部４００を設けたが、本実施形態では、図６に示すように、第１層１０１Ｃの上電極膜８０に対向する部分の少なくとも一部を除去して除去部５００を設け、この除去部５００を第２層１０２Ｃによって覆うようにした。このような構成としても、第１層１０１Ｃ及び第２層１０２Ｃを有する２層の絶縁膜１００Ｃによって圧電体層７０及び上電極膜８０の外周面を確実に覆うことができるため、水分（湿気）等による圧電体層７０の破壊を確実に防止することができる。また、絶縁膜Ｃに除去部５００を設けることにより、絶縁膜１００Ｃが圧電素子３００（振動板）の変位に与える影響を小さくすることができ、振動板の変位量の低下を防止できる。なお、第２層１０２Ｃの膜厚は、除去部５００においてその他の部分よりも比較的厚く形成されるため、この除去部分に対応する第２層１０２Ｃでの水分透過やピンホールに起因する圧電素子３００の破壊は発生しない。
【００４５】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、第１層１０１及び第２層１０２の２層からなる絶縁膜１００を設けたが、これに限定されず、例えば、３層以上からなる絶縁膜を設けるようにしてもよい。
また、上述した実施形態１では、圧電素子３００を保護基板３０の圧電素子保持部３１内に形成したが、これに限定されず、圧電素子保持部を設けなくてもよい。この場合でも、圧電素子及びリード電極の表面は、第１層及び第２層を有する絶縁膜によって覆われているため、水分（湿気）に起因する圧電素子（圧電体層）の破壊を確実に防止できる。
さらに、上述した実施形態１では、圧電素子３００を構成する各層及びリード電極９０のパターン領域に、下電極膜６０の接続部６０ａ及びリード電極９０の接続部９０ａに対向する領域を除いて絶縁膜１００を設けるようにしたが、これに限定されず、絶縁膜は、少なくとも圧電素子に対向する領域を覆って設けられていればよい。
【００４６】
また、上述した実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図７は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図７に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８上を搬送されるようになっている。
【００４７】
また、上述した実施形態においては、本発明の液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを説明したが、液体噴射ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。本発明は、広く液体噴射ヘッドの全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射するものにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。
【図３】実施形態２に係る記録ヘッドの要部拡大断面図である。
【図４】実施形態２に係る記録ヘッドの製造方法を示す要部拡大断面図である。
【図５】実施形態３に係る記録ヘッドの要部拡大断面図である。
【図６】実施形態４に係る記録ヘッドの要部拡大断面図である。
【図７】一実施形態に係る記録装置の概略図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  流路形成基板、  １２  圧力発生室、  ２０  ノズルプレート、  ２１  ノズル開口、  ３０  保護基板、  ３１  圧電素子保持部、  ３２  リザーバ部、  ４０  コンプライアンス基板、  ５０  弾性膜、  ５５  絶縁体膜、  ６０  下電極膜、  ７０  圧電体層、  ８０  上電極膜、  １００  絶縁膜、  １０１  第１層、  １０２  第２層、１１０  リザーバ、  ２００  ノズル管、  ３００  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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