(57)【要約】【課題】  圧電素子を構成する圧電体層の特性を向上でき且つ圧電体層の特性を安定させることができるアクチュエータ装置の製造方法及び液体噴射装置を提供する。【解決手段】  振動板を形成する工程が、ジルコニウム層を形成すると共にジルコニウム層を所定温度で熱酸化することで酸化ジルコニウムからなり振動板の最表層を構成する絶縁体膜をその表面粗さが２ｎｍ以下となるように形成する工程を含み、且つ圧電素子を形成する工程が、前記下電極上にスパッタ法によりチタン（Ｔｉ）を塗布して種チタン層を形成する工程と、種チタン層上に圧電材料を塗布して圧電体前駆体膜を形成すると共に圧電体前駆体膜を焼成して結晶化させることで圧電体層を形成する工程とを含むようにする。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方面に振動板を形成する工程と、該振動板上に下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子を形成する工程とを具備するアクチュエータ装置の製造方法であって、
前記振動板を形成する工程が、ジルコニウム層を形成すると共に該ジルコニウム層を所定温度で熱酸化することで酸化ジルコニウムからなり前記振動板の最表層を構成する絶縁体膜をその表面粗さが２ｎｍ以下となるように形成する工程を含み、且つ前記圧電素子を形成する工程が、前記下電極上にスパッタ法によりチタン（Ｔｉ）を塗布して種チタン層を形成する工程と、該種チタン層上に圧電材料を塗布して圧電体前駆体膜を形成すると共に該圧電体前駆体膜を焼成して結晶化させることで前記圧電体層を形成する工程とを含むことを特徴とするアクチュエータ装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記絶縁体膜を形成する工程では、当該絶縁体膜の表面粗さＲａが１ｎｍ以下となるようにすることを特徴とするアクチュエータ装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記絶縁体膜を形成する工程では、前記ジルコニウム層の（００２）面配向度が８０％以上となるようにすることを特徴とするアクチュエータ装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記種チタン層を形成する工程では、チタンをＤＣスパッタ法により塗布し且つそのときのスパッタ圧力を２〜５（Ｐａ）としたことを特徴とするアクチュエータ装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４において、前記種チタン層を形成する際のパワー密度を１〜４（ｋＷ／ｍ２）としたことを特徴とするアクチュエータ装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかにおいて、前記種チタン層を形成する工程では、前記下電極上にチタン（Ｔｉ）を少なくとも２回以上塗布することを特徴とするアクチュエータ装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかの製造方法によって製造されたアクチュエータ装置を液体吐出手段とする液体噴射ヘッドを備えた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、圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板上に圧電体層を有する圧電素子を形成して、圧電素子の変位により振動板を変形させるアクチュエータ装置の製造方法及びアクチュエータ装置を用いて液滴を吐出させる液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電圧を印加することにより変位する圧電素子を具備するアクチュエータ装置は、例えば、液滴を噴射する液体噴射装置に搭載される液体噴射ヘッドの液体吐出手段として用いられる。このような液体噴射装置としては、例えば、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を具備するインクジェット式記録装置が知られている。
【０００３】
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アクチュエータ装置を搭載したものと、たわみ振動モードのアクチュエータ装置を搭載したものの２種類が実用化されている。そして、たわみ振動モードのアクチュエータ装置を使用したものとしては、例えば、振動板の表面全体に亙って成膜技術により均一な圧電体膜を形成し、この圧電体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ることによっ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。
【０００４】
この圧電体層（圧電体薄膜）としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電体が用いられている。そして、このような圧電体薄膜は、例えば、下部電極上にスパッタ等によりチタン結晶を形成し、このチタン結晶上にゾル−ゲル法により圧電体前駆体膜を形成すると共にこの圧電体前駆体膜を焼成することによって形成される（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このような方法で圧電体層を形成すると、チタン結晶を核として圧電体層の結晶が成長し、比較的緻密で柱状の結晶を得ることができる。しかしながら、圧電体層の結晶性を制御するのは難しく、圧電体層の電気的、あるいは機械的特性を均一化することができないため、圧電素子の変位特性にばらつきが生じてしまうという問題がある。なお、このような問題は、インクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッドに搭載されるアクチュエータ装置だけでなく、他の装置に搭載されるアクチュエータ装置においても同様に存在する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２７４４７２号公報（第５頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、圧電素子を構成する圧電体層の特性を向上でき且つ圧電体層の特性を安定させることができるアクチュエータ装置の製造方法及びそのアクチュエータ装置を用いた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】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、基板の一方面に振動板を形成する工程と、該振動板上に下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子を形成する工程とを具備するアクチュエータ装置の製造方法であって、前記振動板を形成する工程が、ジルコニウム層を形成すると共に該ジルコニウム層を所定温度で熱酸化することで酸化ジルコニウムからなり前記振動板の最表層を構成する絶縁体膜をその表面粗さが２ｎｍ以下となるように形成する工程を含み、且つ前記圧電素子を形成する工程が、前記下電極上にスパッタ法によりチタン（Ｔｉ）を塗布して種チタン層を形成する工程と、該種チタン層上に圧電材料を塗布して圧電体前駆体膜を形成すると共に該圧電体前駆体膜を焼成して結晶化させることで前記圧電体層を形成する工程とを含むことを特徴とするアクチュエータ装置の製造方法にある。
かかる第１の態様では、圧電体層の下地である絶縁体膜の表面粗さが所定値以下となるように制御することで、圧電体層の特性を向上させることができる。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記絶縁体膜を形成する工程では、当該絶縁体膜の表面粗さＲａが１ｎｍ以下となるようにすることを特徴とするアクチュエータ装置の製造方法にある。
かかる第２の態様では、圧電体層の特性をさらに向上させることができる。
【００１０】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記絶縁体膜を形成する工程では、前記ジルコニウム層の（００２）面配向度が８０％以上となるようにすることを特徴とするアクチュエータ装置の製造方法にある。
かかる第３の態様では、ジルコニウム層の結晶配向を制御することで、結晶性に優れ所望の表面粗さを有する絶縁体膜を形成することができる。
【００１１】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記種チタン層を形成する工程では、チタンをＤＣスパッタ法により塗布し且つそのときのスパッタ圧力を２〜５（Ｐａ）としたことを特徴とするアクチュエータ装置の製造方法にある。
かかる第４の態様では、所定のスパッタ圧力で、種チタン層を形成することで、下電極上にチタンが分散され、圧電体層の結晶の核となる多数の種チタンが形成される。したがって、圧電体層の結晶性が向上する。
【００１２】
本発明の第５の態様は、第４の態様において、前記種チタン層を形成する際のパワー密度を１〜４（ｋＷ／ｍ２）としたことを特徴とするアクチュエータ装置の製造方法にある。
かかる第５の態様では、圧電体層の結晶の核となる種チタンがより多く形成されるため、圧電体層の結晶性がさらに向上する。
【００１３】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記種チタン層を形成する工程では、前記下電極上にチタン（Ｔｉ）を少なくとも２回以上塗布することを特徴とするアクチュエータ装置の製造方法にある。
かかる第６の態様では、圧電体層の結晶の核となる種チタンがより多く形成されるため、圧電体層の結晶性がさらに向上する。
【００１４】
本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの製造方法によって製造されたアクチュエータ装置を液体吐出手段とする液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる第７の態様では、圧電素子の変位特性が向上し、液滴の吐出特性を向上した液体噴射ヘッドを製造することができる。
【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、隔壁１１によって画成された複数の圧力発生室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。
【００１６】
また、流路形成基板１０の開口面側には、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、後述するマスク膜を介して接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。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。
【００１７】
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の二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、約０．４μｍの酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）からなる絶縁体膜５５が形成されている。また、この絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．１〜０．２μｍ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、後述するプロセスで積層形成されて、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アクチュエータ装置と称する。なお、本実施形態では、弾性膜、絶縁体膜及び下電極膜が振動板として作用するが、勿論、弾性膜及び絶縁体膜のみが振動板として作用するようにしてもよい。
【００１８】
また、このような各圧電素子３００の上電極膜８０には、リード電極９０がそれぞれ接続され、このリード電極９０を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加されるようになっている。
【００１９】
ここで、本発明では、圧電素子３００を構成する圧電体層７０の下地となる振動板の最表層を構成する絶縁体膜５５の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）が２ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以下となっている。なお、このような絶縁体膜５５上に形成される下電極膜６０の表面粗さも２ｎｍ以下となっている。詳しくは後述するが、このように絶縁体膜５５の表面粗さを比較的小さく抑えることで、この絶縁体膜５５上に形成される圧電体層７０の特性を向上させることができる。
【００２０】
また、流路形成基板１０上の圧電素子３００側の面には、圧電素子３００に対向する領域に圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が接合されている。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１００を構成している。
【００２１】
また、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貫通孔３３が設けられ、この貫通孔３３内に下電極膜６０の一部及びリード電極９０の先端部が露出され、これら下電極膜６０及びリード電極９０には、図示しないが、駆動ＩＣから延設される接続配線の一端が接続される。
【００２２】
なお、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。
【００２３】
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１００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１００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。
【００２４】
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１００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、図示しない駆動ＩＣ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。
【００２５】
ここで、このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法について、図３〜図６を参照して説明する。なお、図３〜図６は、圧力発生室１２の長手方向の断面図である。まず、図３（ａ）に示すように、シリコンウェハである流路形成基板用ウェハ１１０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に弾性膜５０を構成する二酸化シリコン膜５１を形成する。なお、本実施形態では、流路形成基板１０として、膜厚が約６２５μｍと比較的厚く剛性の高いシリコンウェハを用いている。
【００２６】
次いで、図３（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５１）上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成する。具体的には、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５１）上に、ＤＣスパッタ法又はＲＦスパッタ法等によりジルコニウム（Ｚｒ）層を形成する。このとき、ジルコニウム層の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）が２ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以下となるようにする。
【００２７】
さらに、ジルコニウム層は、その表面の（００２）面配向度が８０％以上となっていることが好ましい。なお、ここで言う「配向度」とは、Ｘ線回折広角法によってジルコニウム層を測定した際に生じる回折強度の比率をいう。具体的には、ジルコニウム層をＸ線回折広角法により測定すると、（１００）面、（００２）面及び（１０１）面に相当する回折強度のピークが発生する。そして、「（００２）面配向度」とは、これら各面に相当するピーク強度の和に対する（００２）面に相当するピーク強度の比率を意味する。
【００２８】
そして、このようにジルコニウム層の表面粗さを２ｎｍ以下とするためには、ジルコニウム層を形成する際のスパッタ出力を５００Ｗ以下とすることが好ましい。また、スパッタ時の加熱温度は１００℃以上とすることが好ましい。ただし、加熱温度はあまり高すぎると流路形成基板用ウェハ１１０に割れ等が生じる虞があるため、１００〜３００℃程度とするのが望ましい。さらに、スパッタ圧力は０．５Ｐａ以下とするのが好ましい。このように成膜条件を適宜選択してジルコニウム層を形成することにより、ジルコニウム層の表面粗さを２ｎｍ以下とすることができ、また同時に（００２）面配向度を８０％以上とすることができる。
【００２９】
このようにジルコニウム層を形成した後は、このジルコニウム層を所定温度で熱酸化して酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成する。このとき、加熱温度等の熱酸化条件を調整することで、絶縁体膜５５の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）が２ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以下となるように形成する。例えば、本実施形態では、約８５０〜１０００℃と比較的高温に加熱された拡散炉内に、３００ｍｍ／ｍｉｎ以上、好ましくは５００ｍｍ／ｍｉｎ以上のスピードで流路形成基板用ウェハ１１０を挿入してジルコニウム層を熱酸化させるようにした。
【００３０】
これにより、結晶状態が良好な絶縁体膜５５が得られ、表面粗さは２ｎｍ以下となる。すなわち、絶縁体膜５５を構成する酸化ジルコニウムの結晶が比較的大きく且つ下面から上面まで連続的な柱状結晶となることで、表面粗さが２ｎｍ以下と極めて小さく抑えられる。
【００３１】
次いで、図３（ｃ）に示すように、例えば、少なくとも白金とイリジウムとからなる下電極膜６０を絶縁体膜５５の全面にスパッタ法等により形成後、下電極膜６０を所定形状にパターニングする。なお、この下電極膜６０の表面粗さＲａは、絶縁体膜５５の表面粗さＲａに依存するため、絶縁体膜５５の表面粗さＲａが２ｎｍ以下であると、下電極膜６０の表面粗さＲａも２ｎｍ以下となる。
【００３２】
次に、図３（ｄ）に示すように、下電極膜６０及び絶縁体膜５５上に、チタン（Ｔｉ）をスパッタ法、例えば、ＤＣスパッタ法で２回以上、本実施形態では２回塗布することにより所定の厚さの種チタン層６５を形成する。このときのスパッタ圧力は２〜５（Ｐａ）程度とするのが好ましい。さらに、パワー密度は１〜４ｋＷ／ｍ２程度とすることが好ましい。これにより、次工程で形成する圧電体層７０の結晶の核となる種チタンを多数形成することができる。
【００３３】
次に、このように形成した種チタン層６５上に、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電体層７０を形成する。本実施形態では、金属有機物を触媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層７０を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層７０を形成した。
【００３４】
圧電体層７０の形成手順としては、まず、図４（ａ）に示すように、種チタン層６５上にＰＺＴ前駆体膜である圧電体前駆体膜７１を成膜する。すなわち、流路形成基板用ウェハ１１０上に金属有機化合物を含むゾル（溶液）を塗布する。次いで、圧電体前駆体膜７１を、所定温度に加熱して一定時間乾燥させ、ゾルの溶媒を蒸発させることで圧電体前駆体膜７１を乾燥させる。さらに、大気雰囲気下において一定の温度で一定時間、圧電体前駆体膜７１を脱脂する。なお、ここで言う脱脂とは、ゾル膜の有機成分を離脱させることである。
【００３５】
そして、このような塗布・乾燥・脱脂の工程を、所定回数、例えば、本実施形態では、２回繰り返すことで、図４（ｂ）に示すように、圧電体前駆体膜７１を所定厚に形成し、この圧電体前駆体膜７１を拡散炉で加熱処理することによって結晶化させて圧電体膜７２を形成する。すなわち、圧電体前駆体膜７１を焼成することで種チタン層６５を核として結晶が成長して圧電体膜７２が形成される。例えば、本実施形態では、約７００℃で３０分間加熱を行って圧電体前駆体膜７１を焼成して圧電体膜７２を形成した。なお、このように形成した圧電体膜７２の結晶は（１００）面に優先配向する。
【００３６】
さらに、上述した塗布・乾燥・脱脂・焼成の工程を、複数回繰り返すことにより、図４（ｃ）に示すように、複数層、本実施形態では、５層の圧電体膜７２からなる所定厚さの圧電体層７０を形成する。例えば、ゾルの塗布１回あたりの膜厚が０．１μｍ程度の場合には、圧電体層７０全体の膜厚は約１μｍとなる。
【００３７】
以上のような工程で圧電体層７０を形成することにより、圧電体層７０の特性を向上させることができ且つ特性を安定させることができる。すなわち、圧電体層７０の結晶性、例えば、配向度、強度、粒径等は、その下地の影響を受けやすく、下地が平坦である程、結晶性は向上する傾向にある。本発明では、圧電体層７０の下地となる振動板（絶縁体膜５５）の表面粗さＲａを２ｎｍ以下に抑えることで、下電極膜６０の表面粗さＲａを２ｎｍ以下に抑えると共にこの下電極膜６０上に形成される圧電体層７０の結晶性を向上させている。これにより、電気的及び機械的特性に優れた圧電体層７０を形成することができる。また、同一ウェハ内での圧電体層７０の特性のばらつきも極めて小さく抑えることができる。さらに、圧電体層７０の結晶性をコントロールしやすくなり、所望の特性の圧電体層７０を比較的容易に製造することができ、量産性も大幅に向上する。
【００３８】
なお、圧電体層７０の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電性材料に、ニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイッテルビウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等を用いてもよい。その組成は、圧電素子の特性、用途等を考慮して適宜選択すればよいが、例えば、ＰｂＴｉＯ３（ＰＴ）、ＰｂＺｒＯ３（ＰＺ）、Ｐｂ（ＺｒｘＴｉ１−ｘ）Ｏ３（ＰＺＴ）、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＭＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＺＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＮＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｉｎ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＩＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ１／３Ｔａ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＳＴ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ１／３Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＳＮ−ＰＴ）、ＢｉＳｃＯ３−ＰｂＴｉＯ３（ＢＳ−ＰＴ）、ＢｉＹｂＯ３−ＰｂＴｉＯ３（ＢＹ−ＰＴ）等が挙げられる。また、圧電体層７０の製造方法は、ゾル−ゲル法に限定されず、例えば、ＭＯＤ(Metal-Organic Decomposition)法等を用いてもよい。
【００３９】
また、このように圧電体層７０を形成した後は、図５（ａ）に示すように、例えば、イリジウムからなる上電極膜８０を流路形成基板用ウェハ１１０の全面に形成する。次いで、図５（ｂ）に示すように、圧電体層７０及び上電極膜８０を、各圧力発生室１２に対向する領域にパターニングして圧電素子３００を形成する。次に、リード電極９０を形成する。具体的には、図５（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の全面に亘って、例えば、金（Ａｕ）等からなる金属層９１を形成する。その後、例えば、レジスト等からなるマスクパターン（図示なし）を介して金属層９１を各圧電素子３００毎にパターニングすることでリード電極９０が形成される。
【００４０】
次に、図５（ｄ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の圧電素子３００側に、シリコンウェハであり複数の保護基板３０となる保護基板用ウェハ１３０を接合する。なお、この保護基板用ウェハ１３０は、例えば、４００μｍ程度の厚さを有するため、保護基板用ウェハ１３０を接合することによって流路形成基板用ウェハ１１０の剛性は著しく向上することになる。
【００４１】
次いで、図６（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０をある程度の厚さとなるまで研磨した後、更に弗化硝酸によってウェットエッチングすることにより流路形成基板用ウェハ１１０を所定の厚みにする。例えば、本実施形態では、約７０μｍ厚になるように流路形成基板用ウェハ１１０をエッチング加工した。次いで、図６（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０上に、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなるマスク膜５２を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、このマスク膜５２を介して流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチングすることにより、図６（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０に圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４等を形成する。
【００４２】
なお、その後は、流路形成基板用ウェハ１１０及び保護基板用ウェハ１３０の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、流路形成基板用ウェハ１１０の保護基板用ウェハ１３０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板用ウェハ１３０にコンプライアンス基板４０を接合し、流路形成基板用ウェハ１１０等を図１に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０等に分割することによって、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドとする。
【００４３】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。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。
【００４４】
なお、上述した実施形態においては、アクチュエータ装置を液体吐出手段として具備し液体噴射装置に搭載される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例示したが、本発明は、広くアクチュエータ装置の全般を対象としたものである。したがって、勿論、本発明は、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも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。また、本発明は、液体噴射ヘッドに搭載されるアクチュエータ装置だけでなく、あらゆる装置に搭載されるアクチュエータ装置に適用できる。なお、アクチュエータ装置が搭載される他の装置としては、上述した液体噴射ヘッドの他に、例えば、センサー等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【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１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図４】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図５】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図６】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【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】
【００４６】
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、  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、  ６５  種チタン層、  ７０  圧電体層、  ８０  上電極膜、  ３００  圧電素子
【図１】
2005260003.tif 000002
【図２】
2005260003.tif 000003
【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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