(57)【要約】【課題】  圧電素子の変位部分と非変位部分との境に応力が集中しやすく、故障の原因になっていた。【解決手段】  複数のノズルに対応する所定の流路を形成した流路形成基板を、上記ノズルを形成したノズルプレートと、振動板とではさみ、同振動板における流路形成基板とは反対の面には各流路に対応して圧電素子を配設しており、同圧電素子に所定の駆動信号を与えると同圧電素子が変位し、流路形成基板の所定の流路に充填されている液体が各流路に対応するインク等の液体がノズルより吐出される。ここで、上記振動板上に上記圧電素子を半導体プロセスで積層して形成するにあたり、上記圧電素子と隣接する金属製部材からなるおもり材を形成している。圧電素子の変位を繰り返すときに応力が集中しやすい部位が生じるが、おもり材を形成することで応力集中に耐えられるようになる。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルに対応する所定の流路を形成した流路形成基板を、上記ノズルを形成したノズルプレートと、振動板とではさみ、同振動板における流路形成基板とは反対の面には各流路に対応して圧電素子を配設する液体噴射ヘッドであって、
上記振動板上に上記圧電素子を半導体プロセスで積層して形成するにあたり、上記圧電素子と隣接する金属製部材からなるおもり材を形成したことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
上記圧電素子は上記振動板の側に共通電極としてのボトム電極を形成されると共に反対の側に個別電極としてのトップ電極を形成されるにあたり、共通電極としての上記ボトム電極に対して複数個の上記圧電素子が形成され、上記おもり材は、互いに隣接する上記圧電素子における上記ボトム電極上となる部位と、同ボトム電極がとぎれる部位とを、またぐように形成されることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
所定範囲で共通電極として形成される上記ボトム電極上で、このボトム電極と交差するように複数個の上記圧電素子が所定の間隔を隔てて形成され、上記おもり材は隣り合う上記圧電素子の間で共通として形成されることを特徴とする請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
各圧電素子は上記振動板から離れるにつれて上面が狭まるような断面台形となるように形成され、その側壁部位が傾斜して形成される場合に、上記おもり材は同側壁部位を覆うように形成されていることを特徴とする請求項３に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
上記おもり材は、上記ボトム電極上で幅広に形成され、上記ボトム電極がとぎれる側に向かうにつれて徐々に幅狭となることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
液体噴射ヘッドにおける所定の流路部を形成した流路形成基板に対して同流路部に圧力を生じさせる圧電素子を配設したアクチュエータ装置の製造方法であって、
振動板上に上記圧電素子を半導体プロセスで積層して形成するにあたり、上記圧電素子と隣接する金属製部材からなるおもり材を形成することを特徴とする液体噴射ヘッド用アクチュエータ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドと同液体噴射ヘッド用アクチュエータ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を噴射する液体噴射ヘッドには、ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板の一方面側に圧電素子を設け、圧電素子の変位によって圧力発生室内の圧力変動を行わせてインク滴をノズル開口から吐出するインクジェット式記録ヘッドが知られている。
インクジェット式記録ヘッドとして、複数のノズルに対応する所定の流路を形成した流路形成基板を、上記ノズルを形成したノズルプレートと、振動板とではさみ、同振動板における流路形成基板とは反対の面には各流路に対応して圧電素子を配設するものが知られている。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２０８４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、振動板に半導体プロセスで圧電素子を配設するものでは、圧電素子の変位部分と非変位部分との境に応力が集中しやすくなる可能性があった。
本発明はこのような事情に鑑み、振動板に半導体プロセスで圧電素子を配設する場合に応力集中しにくくする液体噴射ヘッドと同液体噴射ヘッド用アクチュエータ装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する本発明の態様では、複数のノズルに対応する所定の流路を形成した流路形成基板を、上記ノズルを形成したノズルプレートと、振動板とではさみ、同振動板における流路形成基板とは反対の面には各流路に対応して圧電素子を配設しており、同圧電素子に所定の駆動信号を与えると同圧電素子が変位し、流路形成基板の所定の流路に充填されている液体がノズルより吐出される。
【０００６】
ここで、上記振動板上に上記圧電素子を半導体プロセスで積層して形成するにあたり、上記圧電素子と隣接する金属製部材からなるおもり材を形成している。圧電素子の変位を繰り返すときに応力が集中しやすい部位が生じるが、おもり材を形成することで応力集中に耐えられるようになる。
おもり材が有効に利用される具体的な一例を説明する。圧電素子に駆動信号を印加するためにボトム電極とトップ電極とを配設するが、ボトム電極は共通のものであり、その上に複数個の圧電素子が配設される。このとき、圧電素子はボトム電極上となる部位とボトム電極がとぎれる部位が生じる。ボトム電極上の部位は変位し、ボトム電極がとぎれる部位は変位しないので、この境目に応力が集中しやすい。このため、おもり材を当該圧電素子におけるボトム電極上となる部位とボトム電極がとぎれる部位とをまたぐように形成することで、応力集中部分を押さえるように作用し、変位する側については変位を押さえ、変位しない側については変位を受けるとしてもその力を押さえる。すなわち、変位部分から非変位分にかけて徐々に変位が生じるようにして応力集中を分散させる。
【０００７】
また、所定範囲で共通電極として形成される上記ボトム電極上で、このボトム電極と交差するように複数個の上記圧電素子を所定の間隔を隔てて形成し、上記おもり材は隣り合う上記圧電素子の間で共通として形成するようにしてもよい。
このように、ボトム電極は所定範囲で共通電極として形成され、複数個の上記圧電素子が所定の間隔を隔ててこのボトム電極と交差するように形成されている。このため、隣り合う圧電素子の間でおもり材を共通として形成することができる。
【０００８】
また、半導体プロセスで製造する場合、各圧電素子は上記振動板から離れるにつれて上面が狭まるような断面台形となるように形成され、その側壁部位が傾斜して形成される。このとき、上記おもり材が隣り合う圧電素子の間で同側壁部位を覆うように形成されることでより強固に各圧電素子における応力集中部位を押さえることができる。
さらに、上記おもり材は、上記ボトム電極上で幅広に形成され、上記ボトム電極がとぎれる側に向かうにつれて徐々に幅狭となる形状とするようにしても良い。応力集中の程度が必ずしも一定でないので、それに応じて押さえ込む効果を調整するべく、変位の大きいボトム電極上で幅広に形成され、ボトム電極がとぎれる側に向かうにつれて変位がなくなるのに応じて徐々に幅狭となる形状としている。
【０００９】
本発明の思想は半導体プロセスで圧電素子を形成する過程においても適用可能であり、その視点からは、液体噴射ヘッドにおける所定の流路部を形成した流路形成基板に対して同流路部に圧力を生じさせる圧電素子を配設したアクチュエータ装置の製造方法であって、上記振動板上に上記圧電素子を半導体プロセスで積層して形成するにあたり、上記圧電素子と隣接する金属製部材からなるおもり材を形成する工程を有する発明として把握することが可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、応力集中しやすい部位におもり材を配設することで、応力集中に耐えられるようにして故障が生じにくい液体噴射ヘッドと同液体噴射ヘッド用アクチュエータ装置の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】同記録ヘッドの平面図である。
【図３】同記録ヘッドの断面図である。
【図４】同記録ヘッドの製造過程を示す断面図である。
【図５】同記録ヘッドの製造過程を示す断面図である。
【図６】同記録ヘッドの製造過程を示す断面図である。
【図７】同記録ヘッドの製造過程を示す断面図である。
【図８】同記録ヘッドの要部の拡大平面図である。
【図９】同記録ヘッドの要部の拡大断面図である。
【図１０】変形例にかかる同記録ヘッドの要部の拡大平面図である。
【図１１】同記録ヘッドの要部の拡大断面図である。
【図１２】変形例にかかる同記録ヘッドの要部の拡大平面図である。
【図１３】インクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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に係る液体噴射ヘッドの一例であ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は平面図、図３は図２に示すＡ−Ａ′矢視断面図である。
図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態ではシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。
【００１３】
流路形成基板１０には、他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の壁部１１によって区画された圧力発生室１２がその幅方向（短手方向）に並設された列が、圧力発生室１２の長手方向に２列設けられている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向一端部側には、圧力発生室１２と共に詳しくは後述するノズル開口毎に個別流路を構成する液体供給路の一例であるインク供給路１４と連通路１３とが壁部１１によって区画されている。インク供給路１４及び連通路１３は、圧力発生室１２の各列において、圧力発生室１２の２つの列の外側に配置されている。
【００１４】
インク供給路１４は、詳しくは後述するマニホールド１００と圧力発生室１２との間でインクに流路抵抗を生じさせるものであり、圧力発生室１２の長手方向一端部側に連通し且つ圧力発生室１２より小さい断面積を有する。例えば、本実施形態では、インク供給路１４は、圧力発生室１２の流路を幅方向に絞ることで、圧力発生室１２の幅より小さい幅で形成されている。なお、このように、本実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路１４を形成したが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。さらに、各連通路１３は、インク供給路１４の圧力発生室１２とは反対側に連通し、インク供給路１４の幅方向（短手方向）より大きい断面積を有する。本実施形態では、連通路１３を圧力発生室１２と同じ断面積で形成した。
【００１５】
すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２と、圧力発生室１２の短手方向の断面積より小さい断面積を有するインク供給路１４と、このインク供給路１４に連通すると共にインク供給路１４の短手方向の断面積よりも大きい断面積を有する連通路１３とからなる個別流路が複数の壁部１１により区画されて設けられた列が２列設けられている。
【００１６】
流路形成基板１０の圧力発生室１２等の個別流路が開口する面側には、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形成部材の一例でノズルプレート２０が、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、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス鋼等からなる。
【００１７】
一方、このような流路形成基板１０のノズルプレート２０とは反対側の面には、上述したように、弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、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、第１電極（ボトム電極）６０と圧電体層７０と第２電極（トップ電極）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、第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極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。本実施形態では、第１電極６０を圧電素子３００の共通電極とし、第２電極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。すなわち、本実施形態では、圧力発生室１２内のインク（液体）に圧力変化を生じさせるアクチュエーター装置として、圧電素子３００を設けるようにした。
【００１８】
また、このような各圧電素子３００の第２電極８０には、流路形成基板１０のインク供給路１４とは反対側の端部近傍まで延設された金（Ａｕ）等のリード電極９０がそれぞれ接続されている。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。すなわち、本実施形態では、リード電極９０の圧電素子３００とは反対側の端部が、詳しくは後述する配線基板が電気的に接続される実装部となっている。また、リード電極９０を形成する際に、実際の回路を形成することのないダミーリード電極９１が形成されている。このダミーリード電極９１については後述する。
【００１９】
また、圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、圧電素子３００に対向する領域に、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が、接着剤３５等によって接合されている。圧電素子３００は、この圧電素子保持部３１内に配置されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。なお、圧電素子保持部３１は、密封されていても、密封されていなくてもよい。また、圧電素子保持部３１は、各圧電素子３００毎に独立して設けてもよく、複数の圧電素子３００に亘って連続して設けるようにしてもよい。本実施形態では、圧電素子保持部３１を複数の圧電素子３００に亘って連続して設けるようにした。
【００２０】
さらに、保護基板３０上の圧電素子保持部３１に相対向する領域には、複数の個別流路の共通のインク室（液体室）となるマニホールド１００が設けられている。本実施形態では、マニホールド１００は、保護基板３０の流路形成基板１０との接合面とは反対側の面に設けられた凹部で形成されている。すなわち、保護基板３０の流路形成基板１０とは反対側に開口しており、マニホールド１００の開口は詳しくは後述するコンプライアンス基板４０によって封止されている。なお、マニホールド１００は、複数の個別流路の短手方向（幅方向）に亘って連続して設けられている。また、マニホールド１００は、圧力発生室１２の長手方向で保護基板３０の両端部近傍まで設けられており、マニホールド１００の一端部側は、個別流路の端部に相対向する領域まで設けられている。このようにマニホールド１００を圧電素子保持部３１の上方（平面視した際に圧電素子保持部３１と重なる領域）に設けることで、マニホールド１００を、圧力発生室１２の長手方向における外側に拡幅する必要がなく、インクジェット式記録ヘッドＩの圧力発生室１２の長手方向の幅を小さくして小型化することができる。
【００２１】
また、保護基板３０には、個別流路である連通路１３の端部に一端が連通すると共に、マニホールド１００の一端部に他端が連通する厚さ方向に貫通した貫通孔である供給部１０１が設けられている。供給部１０１は、本実施形態では、複数の個別流路である連通路１３に亘って１つ設けられている。そして、マニホールド１００からのインクは、供給部１０１を介して各個別流路である連通路１３、インク供給路１４及び圧力発生室１２に供給される。すなわち、本実施形態では、供給部１０１もマニホールド１００の一部として機能する。
【００２２】
このような保護基板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好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料であるシリコン単結晶基板を用いている。
また、保護基板３０には、圧力発生室１２の２列の間に対応する領域に、厚さ方向に貫通する貫通孔１０２が設けられている。この貫通孔１０２には、配線基板２００が挿通されており、配線基板２００とアクチュエーター装置の実装部とを電気的に接続するものである。ここで本実施形態では、アクチュエーター装置が圧電素子３００であり、圧電素子３００に接続されたリード電極９０は、その端部が貫通孔１０２内に配置される位置に設けられている。
【００２３】
また、貫通孔１０２は、圧電素子３００の各列に対して１つずつ設けられている。すなわち、本実施形態では、圧電素子３００の列毎に配線基板２００が接続されており、圧電素子３００の列が２列あるため、貫通孔１０２は２つ設けられている。そして、互いに隣接する貫通孔１０２の間には、実装部（リード電極９０の端部）を区画する隔壁１０３が設けられている。振動板となる弾性膜５０におけるこの実装部が配置される領域を総称して配線領域と呼んでいる。
【００２４】
リード電極９０の貫通孔１０２内に露出した端部には、配線基板２００が電気的に接続されている。配線基板２００は、図示しない配線上に圧電素子３００を駆動するための駆動回路２０１が実装された可撓性を有するものであり、例えば、チップオンフィルム（ＣＯＦ）やテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）などのフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を用いることができる。
【００２５】
配線基板２００とアクチュエーター装置の実装部であるリード電極９０とは、配線領域に適量を塗布された異方性導電性接着剤（ＡＣＰ）２１０を介して電気的に接続することができる。異方性導電性接着剤２１０は、配線基板２００とリード電極９０とを電気的に接続すると共に、配線基板２００を貫通孔１０２内に固定する接着剤としても機能する。
【００２６】
また、保護基板３０のマニホールド１００が開口する面側には、封止膜４１及び固定板４２からなるコンプライアンス基板４０が接合され、コンプライアンス基板４０によってマニホールド１００の開口が封止されている。
封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料、例えば、厚さが数μｍ程度のポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム等からなる。
【００２７】
また、固定板４２は、例えば、厚さが数十μｍ程度のステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属などの硬質の材料からなる。固定板４２は、図２に示すように、保護基板３０のマニホールド１００の周囲に亘って設けられており、マニホールド１００に相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。また、固定板４２には、開口部４３側に突出する突出部４４が設けられており、この突出部４４には、厚さ方向に貫通してインクが貯留された貯留手段（図示なし）からのインクをマニホールドに供給するための導入路４５が設けられている。本実施形態では、突出部４４を、供給部１０１とは反対側に、且つ圧力発生室１２の並設方向の一部をマニホールド１００に相対向する領域まで突出させるように設けた。このため、導入路４５は、保護基板３０に設けられた供給部１０１とは圧力発生室１２の長手方向における反対側の端部に設けるようにした。このように、導入路４５を保護基板３０の供給部１０１とは反対側の端部に設けることによって、貯留手段から導入されたインクの動圧による影響が供給部１０１を介して圧力発生室１２に及ぼされるのを低減させることができる。
【００２８】
そして、このような固定板４２の開口部４３によって、マニホールド１００の一方面は、可撓性を有する封止膜４１のみで封止された撓み変形可能な可撓部４６となっている。すなわち、本実施形態では、可撓部４６は、マニホールド１００に相対向する領域の保護基板３０の供給部１０１に相対向する領域と、マニホールド１００に相対向する領域の固定板４２の導入路４５の周囲とに設けられており、可撓部４６は、これらの供給部１０１に相対向する領域と導入路４５の周囲とに亘って連続して設けられている。このように、可撓部４６を供給部１０１に相対向する領域と導入路４５の周囲とに亘って連続して設けることで、可撓部４６を広い面積で形成することができ、マニホールド１００内のコンプライアンスを増大させて、圧力変動の悪影響によるクロストークの発生を確実に低減させることができる。
【００２９】
また、本実施形態では、駆動回路２０１が実装された配線基板２００をリード電極９０に接続するようにしたため、保護基板３０上に駆動回路２０１を実装する必要がない。したがって、マニホールド１００を圧電素子保持部３１の上方に拡幅することができると共に、保護基板３０上に広い可撓部４６を有するコンプライアンス基板４０を設けることができる。
【００３０】
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、図示しない外部のインクが貯留された貯留手段からマニホールド１００内にインクを取り込み、マニホールド１００から供給部１０１を介してノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路２０１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第１電極６０と第２電極８０との間に電圧を印加し、圧電素子３００及び振動板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からインクが吐出する。
【００３１】
次に、上記圧電素子３００などを半導体プロセスで製造する過程について説明する。図４〜図７は、各過程を断面図により示している。
図４に示すように、シリコンウェハーであり流路形成基板１０が複数一体的に形成される流路形成基板用ウェハー１１０の表面に弾性膜５０を構成する酸化膜５１を形成する。
そして、図５に示すように、弾性膜５０（酸化膜５１）上に、弾性膜５０とは異なる材料の酸化膜からなる絶縁体膜５５を形成する。
【００３２】
次いで、図６に示すように、第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極８０を順次積層形成すると共に所定形状にパターニングして圧電素子３００を形成する。この後、図示していないが全面にわたって絶縁体からなる皮膜層を形成した後、第１電極６０と第２電極８０との接続用の開口を形成している。
次に、図７に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０の全面に亘って、金属部材として、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０とダミーリード電極９１とを形成後、例えば、レジスト等からなるマスクパターン（図示なし）を介して各圧電素子３００毎にパターニングする。上述したように、絶縁体からなる皮膜層には第１電極６０と第２電極８０との接続用の開口を形成しているので、同開口を介してリード電極９０は第２電極８０と導通している。また、第１電極６０についても所定のパターンで導通されている。
【００３３】
次に、保護基板用ウェハー１３０を、流路形成基板用ウェハー１１０上に接着剤３５によって接着する。ここで、この保護基板用ウェハー１３０には、圧電素子保持部３１、マニホールド１００、供給部１０１、貫通孔１０２及び隔壁１０３等が予め形成されている。なお、この保護基板用ウェハー１３０は、比較的厚いため、保護基板用ウェハー１３０を接合することによって流路形成基板用ウェハー１１０の剛性は著しく向上することになる。その後、流路形成基板用ウェハー１１０を所定の厚みに薄くする。
【００３４】
次いで、流路形成基板用ウェハー１１０にマスク膜５２を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、流路形成基板用ウェハー１１０をマスク膜５２を介してＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング（ウェットエッチング）することにより、圧力発生室１２、連通路１３及びインク供給路１４等を形成する。
なお、流路形成基板用ウェハー１１０に個別流路を形成する際には、保護基板用ウェハー１３０の流路形成基板用ウェハー１１０側とは反対側の表面を、耐アルカリ性を有する材料、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＴＡ（ポリパラフェニレンテレフタルアミド）等からなる封止フィルムで封止するのが好ましい。また、本実施形態では、保護基板用ウェハー１３０に予めマニホールド１００及び供給部１０１を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、流路形成基板用ウェハー１１０と保護基板用ウェハー１３０とを接合後、流路形成基板用ウェハー１１０をウェットエッチングして圧力発生室１２等を形成する際に、同時にウェットエッチングによりマニホールド１００及び供給部１０１を形成するようにしてもよい。これにより製造工程を簡略化してコストを低減することができる。
【００３５】
次いで、保護基板用ウェハー１３０にコンプライアンス基板４０を接合した後、一方の貫通孔１０２に露出されている圧電素子３００の一方の列のリード電極９０に配線基板２００（図示しない配線）を電気的に接続する。配線基板２００とリード電極９０との接合は、異方性導電性接着剤２１０を介して行う。具体的には、異方性導電性接着剤２１０を貫通孔１０２内に充填した後、配線基板２００をリード電極９０上に押圧しながら加熱することで、リード電極９０と配線基板２００とを接続する。ちなみに、配線基板２００をリード電極９０上に押圧しながら加熱するには、配線基板２００の裏面に当接される実装ツールを利用する。なお、ダミーリード電極９１の形成位置とリード電極９０の形成位置はずれており、配線基板２００の先端部分はリード電極９０には接続するが、ダミーリード電極９１には接続していない。
【００３６】
なお、配線基板２００を接続する前の工程又は後の工程において、流路形成基板用ウェハー１１０及び保護基板用ウェハー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し、流路形成基板用ウェハー１１０の保護基板用ウェハー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。そして、これら流路形成基板用ウェハー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等に分割することで、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩが製造される。もちろん、コンプライアンス基板４０も、配線基板２００を接続した後に固定するようにしてもよい。
【００３７】
図８は記録ヘッドＩにおける圧電素子の周辺を拡大平面図により示しており、図９はＡ−Ａ線矢視断面図により示している。
上述したように第１電極６０は共通電極であり、一つの第１電極６０に対してこれと直行するように複数の圧電体層７０が所定の間隔を隔てて並列して形成されている。このとき圧電体層７０は第１電極６０の幅よりも長く形成されているので、第１電極６０上の部位と、第１電極６０の上でない部位が生じている。この意味で、圧電素子３００は、第１電極６０（ボトム電極）上となる部位と、同第１電極６０（ボトム電極）がとぎれる部位とを、またぐように形成されている。一方、第２電極８０は圧電体層７０の頂部だけに残るようにパターニングして形成されている。すなわち、第２電極８０は圧電体層７０の長さと同じだけの長さとして形成されている。また、圧電体層７０と第２電極８０は、その断面が、第１電極６０から離れるに従って幅狭となる台形の形状として形成されている。
【００３８】
第２電極８０は上述した開口を介してリード電極９０と電気的に接続されており、第１電極６０も図示しない所定のパターンで他の電極部分に形成されている。そして、第１電極６０とリード電極９０との間に所定の駆動信号が印加されたとき、第１電極６０と第２電極８０との間で電界が形成されると、その間の圧電体層７０が変位する。圧電体層７０は第１電極６０に接する部位と接しない部位とがあり、駆動信号が印加されたとき第１電極６０に接する部位は変位しようとし、接しない部位は変位しない。すなわち、この境目で圧電体層７０には応力が集中することになる。
【００３９】
ここで、リード電極９０は圧電素子３００の上方で第１電極６０と重ならない位置から、上述した配線領域の側に向けて伸びている。これに対してダミーリード電極９１は同配線領域にはかからない位置から隣り合う圧電素子３００，３００の間に向かって伸び、第１電極６０と重なる位置まで伸びている。すなわち、それぞれの形成位置はずれている。また、ダミーリード電極９１は同第１電極６０と交差する位置で少しだけ幅広に形成されるので変形した十字形状となっている。この十字形状の部位を幅広部位９１ａとする。
【００４０】
ダミーリード電極９１はリード電極９０と同様に金（Ａｕ）で形成されている。金は金属であると共に最も質量の大きい元素である。このダミーリード電極９１と幅広部位９１ａが圧電素子３００と並んで形成されることになる。すなわち、おもり材として機能しており、互いに隣接する圧電素子３００におけ第１電極６０（ボトム電極）上となる部位と、同第１電極６０（ボトム電極）がとぎれる部位とをまたぐように形成されてる。
【００４１】
圧電体層７０には上述した部位に応力が集中することになるが、この応力集中部位にダミーリード電極９１と幅広部位９１ａからなるおもり材が形成されている。従って、この部位でおもり材の質量の効果によって変位に基づく応力が圧電体層７０だけに集中せず、ダミーリード電極９１と幅広部位９１ａによって分散される。分散されることにより、圧電対素子３００に、クラックなどの故障が発生しにくくなる。
【００４２】
図１０は変形例にかかる記録ヘッドＩの要部の拡大平面図であり、図１１は拡大断面図である。
この変形例では、ダミーリード電極９１に対して幅広部位９１ａを更に幅広として幅広部位９１ｂを形成している。上述したように圧電素子３００は断面が台形に形成されている。本変形例では、幅広部位９１ｂが隣接し合う圧電素子３００，３００の間をつなぐように台形とした傾斜面の側壁部位を覆うように幅広部位９１ｂを広く形成している。
【００４３】
このように形成した場合、おもり材は、応力集中部位に形成されているという効果にとどまらず、より積極的に応力集中部位を押さえつけ、固定するようにも作用する。この結果、変位しようとする部位と変異しない部位との境界をおもり材が全体的に固定しようとするので、一カ所にだけ応力が集中するのではなく、分散されやすくなる。
さらに、図１２は、変形例にかかる同記録ヘッドの要部の拡大平面図である。
【００４４】
この変形例では、ダミーリード電極９１に対して幅が徐々に変化する幅広部位９１ｃを形成している。すなわち、第１電極６０に接して変位しようとする側の端部で幅広部位９１ｃは最も広く、上述した傾斜面とした側壁を覆う位置まで広がっている。しかし、第１電極６０に接しておらず変位しない側に向かって徐々に幅狭となり、最終的にはダミーリード電極９１の幅と一致する形状となっている。すなわち、おもり材は、第１電極６０（ボトム電極）上で幅広に形成され、第１電極６０（ボトム電極）がとぎれる側に向かうにつれて徐々に幅狭となっている。
【００４５】
このように形成した場合、圧電素子３００における変位しようとする部位でより積極的に固定しようとし、変位しない部位の側に向けて徐々に固定しようとする作用が少なくなる。すなわち、必要な部位で大きな固定力を発し、不要な部位ではさほど大きな固定力を発しないような形状となって、効率的な形状といえる。
また、これら各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１３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。
【００４６】
図１３に示すように、インクジェット式記録装置ＩＩは、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を有し、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂには、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。
【００４７】
そして、駆動モーター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ー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に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【００４８】
さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルター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（電界放出ディスプレー）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にも適用することができる。
【００４９】
また、液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置ＩＩを挙げて説明したが、上述した他の液体噴射ヘッドを用いた液体噴射装置にも用いることが可能である。
なお、本発明は上記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
【００５０】
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
【００５１】
は本発明の一実施例として開示されるものである。
【符号の説明】
【００５２】
１０…流路形成基板、１２…圧力発生室、１３…連通路、１４…インク供給路、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、４１…封止膜、４２…固定板、４３…開口部、４６…可撓部、５０…弾性膜、５５…絶縁体膜、６０…第１電極（ボトム電極）、７０…圧電体層、８０…第２電極（トップ電極）、９０…リード電極（実装部）、９１…ダミーリード電極、９１ａ、９１ｂ、９１ｃ…幅広部位、１００…マニホールド、１０１…供給部、１０２…貫通孔、１０３、１０３Ａ…隔壁、２００…配線基板、２０１…駆動回路、２１０…異方性導電性接着剤、３００…圧電素子（アクチュエーター装置）。
【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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