(57)【要約】【課題】変位効率の高い圧電素子を有する圧電デバイス、液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び圧電デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】複数の凹部１２が隔壁１１によって区画された基板１０と、前記基板１０の一方面側に設けられた振動板５０と、前記振動板５０の前記基板１０とは反対面側に設けられて、前記振動板５０側から第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極８０が積層された圧電素子３００と、を具備する圧電デバイスであって、前記圧電素子３００は、前記凹部１２に対応する領域に設けられて実質的な駆動部となる能動部３１０を有し、前記第１電極６０が前記能動部３１０に個別に設けられた個別電極を構成し、前記第２電極８０が複数の前記能動部３１０に共通して設けられた共通電極を構成し、互いに隣り合う前記能動部３１０の間に内部応力が引っ張り応力となる応力付与膜２００が設けられている。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の凹部が隔壁によって区画された基板と、
前記基板の一方面側に設けられた振動板と、
前記振動板の前記基板とは反対面側に設けられて、前記振動板側から第１電極、圧電体層及び第２電極が積層された圧電素子と、を具備する圧電デバイスであって、
前記圧電素子は、前記凹部に対応する領域に設けられて実質的な駆動部となる能動部を有し、
前記第１電極が前記能動部に個別に設けられた個別電極を構成し、
前記第２電極が複数の前記能動部に共通して設けられた共通電極を構成し、
互いに隣り合う前記能動部の間に内部応力が引っ張り応力となる応力付与膜が設けられていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記応力付与膜は、前記凹部に相対向する領域から前記隔壁に相対向する領域まで延設されていることを特徴とする請求項１記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記応力付与膜が、感光性樹脂であることを特徴とする請求項１又は２記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記応力付与膜は、導電性を有し、前記第２電極の少なくとも一部を構成していることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記応力付与膜は、前記第１電極と同一層からなるが、電気的に独立した層で形成されていることを特徴とする請求項４記載の圧電デバイス。
【請求項６】
前記応力付与膜は、前記圧電素子よりも前記振動板からの高さが高いことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の圧電デバイス。
【請求項７】
前記第２電極は、内部応力が圧縮応力であることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の圧電デバイス。
【請求項８】
請求項１〜６の何れか一項に記載の圧電デバイスを具備し、前記凹部が圧力発生室であると共に、前記圧力発生室に連通して液体を噴射するノズル開口を有することを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項９】
請求項８記載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。
【請求項１０】
複数の凹部が隔壁によって区画された基板と、
前記基板の一方面側に設けられた振動板と、
前記振動板の前記基板とは反対面側に設けられて、前記振動板側から第１電極、圧電体層及び第２電極が積層された圧電素子と、を具備し、
前記圧電素子は、前記凹部に対応する領域に設けられて実質的な駆動部となる能動部を有し、
前記第１電極が前記能動部に個別に設けられた個別電極を構成し、
前記第２電極が複数の前記能動部に共通して設けられた共通電極を構成する圧電デバイスの製造方法であって、
互いに隣り合う前記能動部の間に内部応力が引っ張り応力となる応力付与膜を設けることを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記応力付与膜は、液相法によって形成することを特徴とする請求項１０に記載の圧電デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に振動板を介して設けられた第１電極、圧電体層及び第２電極を有する圧電素子を具備する圧電デバイス、圧電デバイスを具備する液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置、及び圧電デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子を変形させて圧力発生室内の液体に圧力変動を生じさせることで、圧力発生室に連通するノズル開口から液滴を噴射させる液体噴射ヘッドが知られている。この液体噴射ヘッドの代表例としては、液滴としてインク滴を噴射させるインクジェット式記録ヘッドがある。
【０００３】
インクジェット式記録ヘッドは、例えば、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備え、圧電素子の駆動によって振動板を変形させることで、圧力発生室内のインクに圧力変化を生じさせて、ノズル開口からインク滴を噴射させる。
【０００４】
ここで、圧電素子は、基板上に設けられた第１電極、圧電体層及び第２電極を具備する（例えば、特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１４１６４４号公報
【特許文献２】特開２０００−９４６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、低い駆動電圧で大きな変位を得ることができる、所謂、変位効率の高い圧電素子が望まれているものの、圧電素子が初期状態で基板側に大きく撓んでいる場合、圧電素子に電圧を印加して基板側に変形させようとすると、圧電素子の変位量が小さく、変位効率が低くなってしまう。
【０００７】
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用いられる圧電素子に限定されず、他のデバイスに用いられる圧電素子においても同様に存在する。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑み、変位効率の高い圧電素子を有する圧電デバイス、液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び圧電デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の態様は、複数の凹部が隔壁によって区画された基板と、前記基板の一方面側に設けられた振動板と、前記振動板の前記基板とは反対面側に設けられて、前記振動板側から第１電極、圧電体層及び第２電極が積層された圧電素子と、を具備する圧電デバイスであって、前記圧電素子は、前記凹部に対応する領域に設けられて実質的な駆動部となる能動部を有し、前記第１電極が前記能動部に個別に設けられた個別電極を構成し、前記第２電極が複数の前記能動部に共通して設けられた共通電極を構成し、互いに隣り合う前記能動部の間に内部応力が引っ張り応力となる応力付与膜が設けられていることを特徴とする圧電デバイスにある。
かかる態様では、内部応力が引っ張り応力となる応力付与膜を設けることで、凹部に対向する振動板に凹部とは反対側に引き上げる応力を付与して、圧電素子が凹部側に変形する応力を低減させることができる。したがって、圧電素子を凹部側に変形させた際の変形量を向上することができる。また、応力付与膜が能動部に接触しないように設けることで、応力付与膜が能動部の変形を阻害するのを抑制して、より高い変位の圧電素子を得ることができる。
【００１０】
ここで、前記応力付与膜は、前記凹部に相対向する領域から前記隔壁に相対向する領域まで延設されていることが好ましい。これによれば、応力付与膜による凹部に相対向する振動板の引き上げ効果が向上される。
【００１１】
また、前記応力付与膜が、感光性樹脂であることが好ましい。これによれば、応力付与膜を露光、現像して所定形状に形成することができるため、オーバーエッチングによる他の膜への影響を抑制することができる。
【００１２】
また、前記応力付与膜は、導電性を有し、前記第２電極の少なくとも一部を構成していることが好ましい。これによれば、応力付与膜によって第２電極の電気抵抗値を下げて、エレキクロストークを抑制することができる。
【００１３】
また、前記応力付与膜は、前記第１電極と同一層からなるが、電気的に独立した層で形成されていることが好ましい。これによれば、応力付与膜を形成する新たな材料や工程を増やすことなく、第１電極と同じ材料で同時に形成することができるため、コストを低減することができる。
【００１４】
また、前記応力付与膜は、前記圧電素子よりも前記振動板からの高さが高いことが好ましい。これによれば、応力付与膜による振動板へのモーメントが大きくなり、より引き上げ効果を得ることができる。
【００１５】
また、前記第２電極は、内部応力が圧縮応力であることが好ましい。これによれば、さらに、第２電極によっても圧電素子の引き上げ効果を得ることができる。
【００１６】
さらに、本発明の他の態様は、上記態様の圧電デバイスを具備し、前記凹部が圧力発生室であると共に、前記圧力発生室に連通して液体を噴射するノズル開口を有することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、変位効率の向上した圧電素子を有する液体噴射ヘッドを実現できる。
【００１７】
また、本発明の他の態様は、上記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。
かかる態様では、変位効率の向上した圧電素子を有する液体噴射装置を実現できる。
【００１８】
また、本発明の他の態様は、複数の凹部が隔壁によって区画された基板と、前記基板の一方面側に設けられた振動板と、前記振動板の前記基板とは反対面側に設けられて、前記振動板側から第１電極、圧電体層及び第２電極が積層された圧電素子と、を具備し、前記圧電素子は、前記凹部に対応する領域に設けられて実質的な駆動部となる能動部を有し、前記第１電極が前記能動部に個別に設けられた個別電極を構成し、前記第２電極が複数の前記能動部に共通して設けられた共通電極を構成する圧電デバイスの製造方法であって、互いに隣り合う前記能動部の間に内部応力が引っ張り応力となる応力付与膜を設けることを特徴とする圧電デバイスの製造方法にある。
かかる態様では、内部応力が引っ張り応力となる応力付与膜を設けることで、凹部に対向する振動板に凹部とは反対側に引き上げる応力を付与して、圧電素子が凹部側に変形する応力を低減させることができる。したがって、圧電素子を凹部側に変形させた際の変形量を向上することができる。また、応力付与膜が能動部に接触しないように設けることで、応力付与膜が能動部の変形を阻害するのを抑制して、より高い変位の圧電素子を得ることができる。
【００１９】
ここで、前記応力付与膜は、液相法によって形成することが好ましい。これによれば、内部応力が引っ張り応力の応力付与膜を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの流路形成基板の平面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの断面図及び拡大断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。
【図６】本発明の比較例に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの変形例を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施形態２に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。
【図１５】本発明の実施形態２に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図１６】本発明の実施形態２に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係る液体噴射装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（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の斜視図であり、図２は、インクジェット式記録ヘッドの流路形成基板の平面図であり、図３は図２のＡ−Ａ′線に準ずる断面図及び拡大断面図であり、図４は、図３（ａ）のＢ−Ｂ′線に準ずる断面図である。
【００２２】
図示するように、本実施形態の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Ｉが備える本実施形態の基板である流路形成基板１０には、凹部として圧力発生室１２が形成されている。そして、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２が同じ色のインクを吐出する複数のノズル開口２１が並設される方向に沿って並設されている。以降、この方向を圧力発生室１２の並設方向、又は第１の方向Ｘと称する。また、この第１の方向Ｘと直交する方向を、以降、第２の方向Ｙと称する。さらに、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの両方に直交する方向を、以降、第３の方向Ｚと称する。
【００２３】
また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向の一端部側、すなわち第１の方向Ｘに直交する第２の方向Ｙの一端部側には、インク供給路１３と連通路１４とが複数の隔壁１１によって区画されている。連通路１４の外側（第２の方向Ｙにおいて圧力発生室１２とは反対側）には、各圧力発生室１２の共通のインク室（液体室）となるマニホールド１００の一部を構成する連通部１５が形成されている。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２、インク供給路１３、連通路１４及び連通部１５からなる液体流路が設けられている。
【００２４】
流路形成基板１０の一方面側、すなわち圧力発生室１２等の液体流路が開口する面には、各圧力発生室１２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によって接合されている。すなわち、ノズルプレート２０には、第１の方向Ｘにノズル開口２１が並設されている。
【００２５】
流路形成基板１０の他方面側には、振動板５０が形成されている。本実施形態に係る振動板５０は、流路形成基板１０上に形成された弾性膜５１と、弾性膜５１上に形成された絶縁体膜５２とで構成されている。なお、圧力発生室１２等の液体流路は、流路形成基板１０を一方面から異方性エッチングすることにより形成されており、圧力発生室１２等の液体流路の他方面は、振動板５０（弾性膜５１）で構成されている。
【００２６】
絶縁体膜５２上には、厚さが例えば、約０．２μｍの第１電極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の第２電極８０とで構成される圧電素子３００が形成されている。本実施形態では、圧力発生室１２が形成された流路形成基板１０と、振動板５０と、圧電素子３００とが、圧電デバイスの一例であるアクチュエーター装置となっている。
【００２７】
以下、アクチュエーター装置を構成する圧電素子３００について、図３〜図６を参照してさらに詳細に説明する。なお、図５は、本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図であり、図６は、比較例となる記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。
【００２８】
図示するように、圧電素子３００を構成する第１電極６０は、圧力発生室１２毎に切り分けられて、後述する能動部３１０毎に独立する個別電極を構成する。この第１電極６０は、圧力発生室の第２の方向Ｙにおいては、圧力発生室１２の幅よりも狭い幅で形成されている。すなわち、圧力発生室１２の第１の方向Ｘにおいて、第１電極６０の端部は、圧力発生室１２に対向する領域の内側に位置している。また、第２の方向Ｙにおいて、第１電極６０の両端部は、それぞれ圧力発生室１２の外側まで延設されている。なお、第１電極６０の材料は、後述する圧電体層７０を成膜する際に酸化しない、または、酸化しても導電性を維持できる材料が好ましく、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）等の貴金属、またはランタンニッケル酸化物（ＬＮＯ）などに代表される導電性酸化物が好適に用いられる。
【００２９】
また、第１電極６０として、前述の導電材料と、振動板５０との間に、密着力を確保するための密着層を用いてもよい。本実施形態では、特に図示していないが密着層としてチタンを用いている。なお、密着層としては、ジルコニウム、チタン、酸化チタンなどを用いることができる。すなわち、本実施形態では、チタンからなる密着層と、上述した導電材料から選択される少なくとも一種の導電層とで第１電極６０が形成されている。
【００３０】
圧電体層７０は、第２の方向Ｙが所定の幅となるように、第１の方向Ｘに亘って連続して設けられている。圧電体層７０の第２の方向Ｙの幅は、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの長さよりも広い。このため、圧力発生室１２の第２の方向Ｙでは、圧電体層７０は圧力発生室１２の外側まで設けられている。
【００３１】
圧力発生室１２の第２の方向Ｙにおいて、圧電体層７０のインク供給路側の端部は、第１電極６０の端部よりも外側に位置している。すなわち、第１電極６０の端部は圧電体層７０によって覆われている。また、圧電体層７０のノズル開口２１側の端部は、第１電極６０の端部よりも内側（圧力発生室１２側）に位置しており、第１電極６０のノズル開口２１側の端部は、圧電体層７０に覆われていない。
【００３２】
圧電体層７０は、第１電極６０上に形成される電気機械変換作用を示す強誘電性セラミックス材料からなるペロブスカイト構造の結晶膜（ペロブスカイト型結晶）である。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）等の強誘電性圧電材料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加したもの等を用いることができる。また、圧電体層７０の材料としては、鉛を含む鉛系の圧電材料に限定されず、鉛を含まない非鉛系の圧電材料を用いることもできる。
【００３３】
圧電体層７０は、詳しくは後述するが、ゾル−ゲル法、ＭＯＤ（Metal-Organic Decomposition）法などの液相法や、スパッタリング法、レーザーアブレーション法等などのＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法（気相法）などで形成することができる。
【００３４】
このような圧電体層７０には、各隔壁１１に対応して流路形成基板１０とは反対側に開口する凹形状を有する開口部７１が形成されている。開口部７１は、圧電体層７０を厚さ方向である第３の方向Ｚに貫通して設けられている。この開口部７１の第１の方向Ｘの幅は、各隔壁１１の第１の方向の幅よりも広くなっている。これにより、振動板５０の圧力発生室１２の第１の方向Ｘの端部に対向する部分（いわゆる振動板５０の腕部）の剛性が押さえられるため、圧電素子３００を良好に変位させることができる。すなわち、基本的に各隔壁１１上には圧電体層７０が形成されていない。ちなみに、隔壁１１の第２の方向Ｙの端部において、隔壁１１上に圧電体層７０は形成されていてもよい。つまり、開口部７１の第２の方向Ｙの長さは、圧力発生室１２より長く、圧力発生室１２の端部よりも外側まで延設されていてもよく、圧力発生室１２よりも短く、圧力発生室１２の端部よりも内側に設けられていてもよい。
【００３５】
第２電極８０は、圧電体層７０の第１電極６０とは反対面側に設けられており、複数の能動部３１０に共通する共通電極を構成する。本実施形態では、第２電極８０は、圧電体層７０側に設けられた第１層８１と、第１層８１の圧電体層７０とは反対側に設けられた第２層８２と、を具備する。
【００３６】
第１層８１は、圧電体層７０との界面を良好に形成できること、絶縁性及び圧電特性を発揮できる材料が望ましく、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）等の貴金属材料、及びランタンニッケル酸化物（ＬＮＯ）に代表される導電性酸化物が好適に用いられる。また、第１層８１は、複数材料の積層であってもよい。本実施形態では、イリジウム（Ｉｒ）とチタン（Ｔｉ）との積層電極（イリジウムが圧電体層７０と接する）を使用している。そして、第１層８１は、スパッタリング法、レーザーアブレーション法などのＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法（気相法）、ゾル−ゲル法、ＭＯＤ（Metal-Organic Decomposition）法、メッキ法などの液相法により形成することができる。また、第１層８１の形成後に、加熱処理を行うことにより、圧電体層７０の特性改善を行うことができる。このような第１層８１は、圧電体層７０上のみ、すなわち、圧電体層７０の流路形成基板１０とは反対側の表面上のみに形成されている。
【００３７】
また、第２電極８０を構成する第２層８２は、導電性を有する材料、例えば、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）等の金属材料を用いることができる。もちろん、第２層８２は、上記金属材料の単一材料であっても、複数の材料が混合した複数材料であってもよい。また、第１層８１と第２層８２との間に、チタン等を設けるようにしてもよい。本実施形態では、第２層８２として、イリジウム（Ｉｒ）とチタン（Ｔｉ）との積層電極を使用している。
【００３８】
このような第２層８２は、本実施形態では、第１層８１上と、第１層８１が設けられていない圧電体層７０の側面上と、第１電極６０上と、に亘って連続して設けられている。すなわち、第２層８２は、圧電体層７０の開口部７１によって露出された側面と、開口部７１の底面である振動板５０上と、つまり、開口部７１の内面とに亘って設けられている。なお、第２層８２は、電気抵抗を下げるために第１層８１に比べて厚く形成している。そして、イリジウムは、内部応力（残留応力）が圧縮応力となっており、チタンは内部応力が略０（ゼロ）となっているため、本実施形態の第２電極８０は内部応力が圧縮応力となっている。もちろん、第２電極８０の材料や製造方法等を変更することで、第２電極８０の内部応力（残留応力）を引っ張り応力としてもよいが、詳しくは後述するように、第２電極８０を圧縮応力とすることで、能動部３１０の変位量の向上を図ることができる。ちなみに、第１層８１上の第２層８２と、第１電極６０上の第２層８２とは、除去部８３を介して電気的に切断されている。すなわち、第１層８１上の第２層８２と、第１電極６０上の第２層８２とは、同一層からなるが電気的に不連続となるように形成されている。ここで、除去部８３は、圧電体層７０上のノズル開口２１側に設けられており、第２電極８０を、すなわち、第１層８１及び第２層８２を厚さ方向（第１層８１と第２層８２との積層方向）に貫通して電気的に切断するものである。このような除去部８３は、第１の方向Ｘに亘って連続して第２電極８０を厚さ方向に貫通して設けられている。
【００３９】
このような第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極８０で構成される圧電素子３００は、第１電極６０と第２電極８０との間に電圧を印加することで変位が生じる。すなわち両電極の間に電圧を印加することで、第１電極６０と第２電極８０とで挟まれている圧電体層７０に圧電歪みが生じる。そして、両電極に電圧を印加した際に、圧電体層７０に圧電歪みが生じる部分を能動部３１０と称する。これに対して、圧電体層７０に圧電歪みが生じない部分を非能動部と称する。また、圧電体層７０に圧電歪みが生じる能動部３１０において、圧力発生室１２に対向する部分を可撓部と称し、圧力発生室１２の外側の部分を非可撓部と称する。
【００４０】
本実施形態では、第２の方向Ｙにおいて、第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極８０の全てが圧力発生室１２の外側まで連続的に設けられている。すなわち能動部３１０が圧力発生室１２の外側まで連続的に設けられている。このため、能動部３１０のうち圧電素子３００の圧力発生室１２に対向する部分が可撓部となり、圧力発生室１２の外側の部分が非可撓部となっている。
【００４１】
すなわち、本実施形態では、図３に示すように、能動部３１０の第２の方向Ｙの端部は、第２電極８０（除去部８３）によって規定されている。
【００４２】
また、能動部３１０の第１の方向Ｘの端部は、第１電極６０によって規定されている。そして、第１電極６０の第１の方向Ｘの端部は、圧力発生室１２に相対向する領域内に設けられている。したがって、能動部３１０の第１の方向Ｘの端部は、可撓部に設けられていることになり、第１の方向Ｘにおいて、能動部３１０と非能動部との境界における応力が振動板の変形によって開放される。このため、能動部３１０の第１の方向Ｘの端部における応力集中に起因する焼損やクラック等の破壊を抑制することができる。
【００４３】
このような圧電素子３００では、第２電極８０が、圧電体層７０を覆っているため、第１電極６０と第２電極８０との間で電流がリークすることがなく、圧電素子３００の破壊を抑制することができる。ちなみに、第１電極６０と第２電極８０とが近接した状態で露出されていると、圧電体層７０の表面を電流がリークし、圧電体層７０が破壊されてしまう。ちなみに、第１電極６０と第２電極８０とが露出されていても距離が近くなければ、電流のリークは発生しない。
【００４４】
また、図４に示すように、このようなアクチュエーター装置の開口部７１内の振動板５０上には、応力付与膜２００が設けられている。
【００４５】
応力付与膜２００は、開口部７１内において、少なくとも圧力発生室１２に相対向する領域に設けられたものであり、開口部７１の第２の方向Ｙの内側面、すなわち、第２の方向Ｙにおける圧電素子３００の開口部７１の内側面として露出する第２層８２に直接、接触しないように間に間隙を配して設けられている。なお、応力付与膜２００が圧力発生室１２に相対向する領域に設けられているとは、応力付与膜２００が圧力発生室１２に第３の方向Ｚで間に振動板５０等を介して相対向する位置に配置されていることである。つまり、第３の方向Ｚから平面視した際に、応力付与膜２００は圧力発生室１２に重なる位置に配置されている。本実施形態では、応力付与膜２００は、圧力発生室１２に相対向する位置から隔壁１１に相対向する位置まで延設されている。そして、応力付与膜２００は、各能動部３１０の第１の方向Ｘの両側にそれぞれ設けられており、第１の方向Ｘで互いに隣り合う２つの能動部３１０の間に設けられたそれぞれの応力付与膜２００は、隔壁１１上で連続することなく独立して設けられている。なお、応力付与膜２００は、第１の方向Ｘにおいては、開口部７１の内側面と接触していてもよい。
【００４６】
このような応力付与膜２００としては、内部応力（残留応力）が引っ張り応力を有し、圧力発生室１２を封止する振動板５０に対して引っ張り応力を付与するものである。このような応力付与膜２００としては、絶縁性を有する材料であっても、導電性を有する材料であってもよく、また、無機材料であっても有機材料であってもよい。また、上述したように、応力付与膜２００は開口部７１の内側面の圧電体層７０（第２層８２）に接触することなく形成されている。したがって、応力付与膜２００は、開口部７１の内側面に対してカバレッジの良い材料を用いる必要がなく、カバレッジによって用いられる材料が限定されることがない。なお、ここで言うカバレッジとは、開口部７１の内側面である圧電体層７０の表面を応力付与膜２００が覆う割合や、圧電体層７０の表面からの応力付与膜２００の剥離し易さなどのことである。また、応力付与膜２００は、振動板５０の圧力発生室１２に対向する領域に設けられているので、比較的ヤング率が低い材料を用いるのが好ましい。これにより、応力付与膜２００が振動板５０の変形を阻害して変位量が低下するのを抑制することができる。このように、ヤング率が低い材料としては、有機材料を用いるのが好ましい。また、応力付与膜２００は、当該応力付与膜２００を成膜及びパターニングする際に、他の層、例えば、振動板５０や第２電極８０等に影響を及ぼさない材料を用いるのが好ましく、例えば、ポリイミド等の感光性樹脂を好適に用いることができる。このように、応力付与膜２００として感光性樹脂を用いることで、ドライエッチングなどを用いてパターニングする必要がなく、振動板５０や第２電極８０、圧電体層７０等がドライエッチングによるオーバーエッチングによってその一部が除去されるのを抑制することができる。また、応力付与膜２００として導電性材料を用いることで、応力付与膜２００が第２電極８０の電気抵抗値を下げる役割を有することができる。さらに、応力付与膜２００として、有機材料を用いた場合には、応力付与膜２００は圧電素子３００の振動板５０からの高さよりも高くするのが好ましい。すなわち、応力付与膜２００の第３の方向Ｚの厚さは、圧電素子３００の第３の方向Ｚの厚さよりも厚く形成するのが好ましい。これにより、応力付与膜２００によって振動板５０を引っ張る応力モーメントを大きくすることができ、振動板５０の引き上げ効果を向上することができる。本実施形態では、応力付与膜２００として、感光性ポリイミドを用いて、応力付与膜２００を圧電素子３００の第３の方向Ｚの厚さよりも厚く形成するようにした。なお、応力付与膜２００は、感光性樹脂に限定されず、例えば、クロム（Ｃｒ）をスパッタリング法で成膜することや、ニッケル（Ｎｉ）などをめっきで形成することで、内部応力が引っ張り応力となる応力付与膜２００を得ることができる。
【００４７】
このように応力付与膜２００を設けることで、応力付与膜２００によって振動板５０には、第３の方向Ｚにおいて圧力発生室１２とは反対側に向かって引き上げられる応力が付与される。つまり、図５に示すように、振動板５０及び圧電素子３００の能動部３１０は、電界が印加されていない状態において、流路形成基板１０の圧力発生室１２内への突出量が低減される。
【００４８】
これに対して、図６に示すように、応力付与膜２００が設けられていない場合、圧電素子３００は、電界が印加されていない状態において、流路形成基板１０の圧力発生室１２内側に向かって大きく凸となるように変形してしまう。
【００４９】
このため、圧電素子３００に電界を印加して圧力発生室１２内に凸となるように変位させると、図６に示す応力付与膜２００を設けていない場合の圧電素子３００の変位量ｄ２に対して、図５に示すように応力付与膜２００を設けた圧電素子３００の方が大きな変位量ｄ１（ｄ１＞ｄ２）を得ることができる。すなわち、応力付与膜２００を設けた方が、低い電圧で大きな変位量を得ることができる、所謂、変位効率が高い圧電素子３００とすることができる。なお、本実施形態では、応力付与膜２００を設けることで、圧力発生室１２内に凸状に変形する突出量を小さくすることができるが、振動板５０、圧電素子３００、応力付与膜２００の膜厚や材料等によっては、応力付与膜２００を設けることで、電界が印加されていない状態において圧電素子３００は圧力発生室１２とは反対側に凸となるように変形する場合もあり得る。
【００５０】
また、本実施形態では、応力付与膜２００を開口部７１の第２の方向Ｙの内側面に接触しないように設けることで、応力付与膜２００が可撓部に設けられた圧電素子３００の変形を阻害するのを抑制して、圧電素子３００の変形量が低減するのを抑制することができる。すなわち、応力付与膜２００は、開口部７１の内側面に接触して設けることで、振動板５０及び圧電素子３００に引っ張り応力を付与することもできるが、応力付与膜２００を圧電素子３００に接触させることで圧電素子３００の変形が応力付与膜２００によって阻害されてしまう。
【００５１】
さらに、本実施形態では、応力付与膜２００を開口部７１に相対向する領域から隔壁１１に相対向する領域まで延設することで、振動板５０を圧力発生室１２とは反対側に向かって引き上げる応力をさらに向上することができる。つまり、応力付与膜２００の一端が隔壁１１上で固定された固定端となり、他端が圧力発生室１２に相対向して振動板５０と共に変形可能に設けられているため、固定端に対して圧力発生室１２に対向する他端側が引っ張られて、振動板５０を第３の方向Ｚにおいて圧力発生室１２とは反対側に引き上げる応力が向上される。
【００５２】
また、本実施形態では、応力付与膜２００を設けるのに加えて、内部応力が圧縮応力となる第２電極８０を設けることで、能動部３１０を圧力発生室１２とは反対側に引き上げる応力を付与して、さらに変位効率が高い圧電素子３００とすることができる。
【００５３】
このような圧電素子３００の第１電極６０と、第２電極８０とには、図３及び図４に示すように、本実施形態の配線層である個別リード電極９１と、共通リード電極９２とが接続されている。
【００５４】
個別リード電極９１及び共通リード電極９２（以降、両者を合わせてリード電極９０と称する）は、本実施形態では、同一層からなるが、電気的に不連続となるように形成されている。具体的には、リード電極９０は、電極（第２電極８０の第２層８２）側に設けられた密着層１９１と、密着層１９１上に設けられた導電層１９２と、を具備する。
【００５５】
密着層１９１は、第２層８２、振動板５０等と導電層１９２との密着性を向上させるためのものであり、その材料としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケルクロム（ＮｉＣｒ）、チタン（Ｔｉ）、チタンタングステン（ＴｉＷ）等を用いることができる。もちろん、密着層１９１は、上述したものを単一材料として用いたものであってもよく、また、複数の材料が混合した複数材料であってもよく、さらに、異なる材料の複数層を積層したものであってもよい。本実施形態では、密着層１９１としてニッケルクロム（ＮｉＣｒ）を用いた。
【００５６】
また、導電層１９２は、比較的導電性の高い材料であれば特に限定されず、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等を用いることができる。本実施形態では、導電層１９２として金（Ａｕ）を用いた。
【００５７】
ここで、個別リード電極９１は、圧電体層７０の外側に設けられた第１電極６０上に設けられている。ちなみに、第１電極６０上には、上述したように第２電極８０の第２層８２と同一層からなるが、第２層８２とは不連続となる電極層が設けられている。このため、第１電極６０と個別リード電極９１とは、この第２層８２と同一層で且つ第２層８２とは不連続な電極層を介して電気的に接続されている。
【００５８】
共通リード電極９２は、第２電極８０上（圧電体層７０の第２電極８０上）に設けられている。このような共通リード電極９２は、図１及び図２に示すように、流路形成基板１０の第１の方向Ｘの両端部に、第２の方向Ｙに連続して振動板５０上に引き出されている。
【００５９】
また、共通リード電極９２は、第２の方向Ｙにおいて、圧力発生室１２の壁面上に、すなわち、可撓部と非可撓部との境界部分に跨って設けられた延設部９３を有する。延設部９３は、複数の能動部３１０の第１の方向Ｘに亘って連続して設けられており、第１の方向Ｘの両端部で共通リード電極９２に連続する。すなわち、延設部９３を有する共通リード電極９２は、保護基板３０側から平面視した際に、能動部３１０の周囲を囲むように連続して配置されている。このように、延設部９３を設けることで、可撓部と非可撓部との境界における応力集中における圧電体層７０の破壊を抑制することができる。また、共通リード電極９２が可撓部上には実質的に形成されていないため、能動部３１０の変位低下を抑えることができる。
【００６０】
このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、図３に示すように、圧電素子３００を保護する保護基板３０が接着剤３５によって接合されている。保護基板３０には、圧電素子３００を収容する空間を画成する凹部である圧電素子保持部３１が設けられている。また保護基板３０には、マニホールド１００の一部を構成するマニホールド部３２が設けられている。マニホールド部３２は、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板１０の連通部１５と連通している。また保護基板３０には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられている。各能動部３１０の第１電極６０に接続されたリード電極９０は、この貫通孔３３内に露出しており、図示しない駆動回路に接続される接続配線の一端が、この貫通孔３３内でリード電極９０に接続されている。
【００６１】
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からなり、この封止膜４１によってマニホールド部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で形成される。この固定板４２のマニホールド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、マニホールド１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
【００６２】
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩでは、図示しない外部インク供給手段と接続したインク導入口からインクを取り込み、マニホールド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、駆動回路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する。これにより圧電素子３００と共に振動板５０がたわみ変形して各圧力発生室１２内の圧力が高まり、各ノズル開口２１からインク滴が噴射される。
【００６３】
ここで、このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドの製造方法について説明する。なお、図７〜図１２は、インクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【００６４】
まず、図７（ａ）に示すように、流路形成基板１０が複数一体的に形成されるシリコンウェハーである流路形成基板用ウェハー１１０の表面に振動板５０を形成する。本実施形態では、流路形成基板用ウェハー１１０を熱酸化することによって形成した二酸化シリコン（弾性膜５１）と、スパッタリング法で成膜後、熱酸化することによって形成した酸化ジルコニウム（絶縁体膜５２）との積層からなる振動板５０を形成した。
【００６５】
次いで、図７（ｂ）に示すように、絶縁体膜５２上の全面に第１電極６０を形成する。この第１電極６０の材料は特に限定されないが、例えば、高温でも導電性を失わない白金、イリジウム等の金属や、酸化イリジウム、ランタンニッケル酸化物などの導電性酸化物、及びこれらの材料の積層材料が好適に用いられる。また、第１電極６０は、例えば、スパッタリング法やＰＶＤ法（物理蒸着法）、レーザーアブレーション法などの気相成膜、スピンコート法などの液相成膜などにより形成することができる。また、前述の導電材料と、振動板５０との間に、密着力を確保するための密着層を用いてもよい。本実施形態では、特に図示していないが密着層としてチタンを用いている。なお、密着層としては、ジルコニウム、チタン、酸化チタンなどを用いることができる。また、電極表面（圧電体層７０の成膜側）に圧電体層７０の結晶成長を制御するための制御層を形成してもよい。本実施形態では、圧電体層７０（ＰＺＴ）の結晶制御としてチタンを使用している。チタンは、圧電体層７０の成膜時に圧電体層７０内に取り込まれるため、圧電体層７０形成後には膜として存在していない。結晶制御層としては、ランタンニッケル酸化物などのペロブスカイト型結晶構造の導電性酸化物などを使用してもよい。
【００６６】
次に、本実施形態では、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。ここで、本実施形態では、金属錯体を溶媒に溶解・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を形成している。なお、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）法やスパッタリング法又はレーザーアブレーション法等のＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法等を用いてもよい。すなわち、圧電体層７０は液相法、気相法の何れで形成してもよい。本実施形態では、複数層の圧電体膜７４を積層することで圧電体層７０を形成するようにした。
【００６７】
具体的には、図８（ａ）に示すように、第１電極６０上に１層目の圧電体膜７４を形成した段階で、第１電極６０及び１層目の圧電体膜７４をそれらの側面が傾斜するように同時にパターニングする。なお、第１電極６０及び１層目の圧電体膜７４のパターニングは、例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、イオンミリング等のドライエッチングにより行うことができる。
【００６８】
ここで、例えば、第１電極６０をパターニングしてから１層目の圧電体膜７４を形成する場合、フォト工程・イオンミリング・アッシングして第１電極６０をパターニングするため、第１電極６０の表面や、表面に設けた図示しないチタン等の結晶種層などが変質してしまう。そうすると変質した面上に圧電体膜７４を形成しても当該圧電体膜７４の結晶性が良好なものではなくなり、２層目以降の圧電体膜７４も１層目の圧電体膜７４の結晶状態に影響して結晶成長するため、良好な結晶性を有する圧電体層７０を形成することができない。
【００６９】
それに比べ、１層目の圧電体膜７４を形成した後に第１電極６０と同時にパターニングすれば、１層目の圧電体膜７４はチタン等の結晶種に比べて２層目以降の圧電体膜７４を良好に結晶成長させる種（シード）としても性質が強く、たとえパターニングで表層に極薄い変質層が形成されていても２層目以降の圧電体膜７４の結晶成長に大きな影響を与えない。
【００７０】
なお、２層目の圧電体膜７４を成膜する前に露出した振動板５０上（本実施形態では、酸化ジルコニウムである絶縁体膜５２）に、２層目以降の圧電体膜７４を成膜するときに、結晶制御層（中間結晶制御層）を用いてもよい。本実施形態では、中間結晶制御層としてチタンを用いるようにした。このチタンからなる中間結晶制御層は、第１電極６０上に形成する結晶制御層のチタンと同様に、圧電体膜７４を成膜する際に圧電体膜７４に取り込まれる。ちなみに、中間結晶制御層は、中間電極または直列接続されるコンデンサの誘電体となってしまった場合、圧電特性の低下を引き起こす。このため、中間結晶制御層は、圧電体膜７４（圧電体層７０）に取り込まれ、圧電体層７０の成膜後に膜として残らないものが望ましい。
【００７１】
次に、図８（ｂ）に示すように、２層目以降の圧電体膜７４を積層することにより、複数層の圧電体膜７４からなる圧電体層７０を形成する。
【００７２】
ちなみに、２層目以降の圧電体膜７４は、絶縁体膜５２上、第１電極６０及び１層目の圧電体膜７４の側面上、及び１層目の圧電体膜７４上に亘って連続して形成される。
【００７３】
次に、図８（ｃ）に示すように、圧電体層７０上に第２電極８０を構成する第１層８１を形成する。本実施形態では、特に図示していないが、まず、圧電体層７０上にイリジウムを有するイリジウム層と、イリジウム層上にチタンを有するチタン層とを積層する。なお、このイリジウム層及びチタン層は、スパッタリング法やＣＶＤ法等によって形成することができる。その後、イリジウム層及びチタン層が形成された圧電体層７０をさらに再加熱処理（ポストアニール）する。このように再加熱処理することで、圧電体層７０の第２電極８０側にイリジウム層等を形成した際のダメージが発生しても、再加熱処理を行うことで、圧電体層７０のダメージを回復して、圧電体層７０の圧電特性を向上することができる。また、ポストアニールを行うことで、圧電体層７０の圧電特性の向上及び圧電特性の均一化を行うことができる。
【００７４】
次に、図９（ａ）に示すように、第１層８１及び圧電体層７０を各圧力発生室１２に対応してパターニングする。本実施形態では、第１層８１上に所定形状に形成したマスク（図示なし）を設け、このマスクを介して第１層８１及び圧電体層７０をエッチングする、いわゆるフォトリソグラフィーによってパターニングした。なお、圧電体層７０のパターニングは、例えば、反応性イオンエッチングやイオンミリング等のドライエッチングが挙げられる。これにより、圧電体層７０はパターニングされて開口部７１（図２参照）等が形成される。
【００７５】
次に、図９（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０の一方面側（圧電体層７０が形成された面側）に亘って、すなわち、第１層８１上、圧電体層７０をパターニングした側面上、絶縁体膜５２上、及び第１電極６０上等に亘って、第２層８２を形成することで第２電極８０を形成する。
【００７６】
次に、図９（ｃ）に示すように、第２電極８０を所定形状にパターニングする。これにより、除去部８３等を形成する。
【００７７】
次に、応力付与膜２００を形成する。まず、図１０（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０の一方面に亘って応力付与膜２００を形成する。応力付与膜２００の材料は、内部応力が引っ張り応力となる材料であれば特に限定されず、無機材料や有機材料を用いることができる。なお、無機材料の応力付与膜２００は、例えば、ＭＯＤ法、ゾル−ゲル法、スパッタリング法、ＣＶＤ法等の気相成膜により形成することができる。また、有機材料の応力付与膜２００は、例えば、スピンコーティング法、スプレー法、スリットコート法などの溶液塗布法である液相成膜により形成することができる。本実施形態では、応力付与膜２００として、感光性ポリイミドをスピンコート法によって圧電素子３００の厚さよりも厚く形成するようにした。
【００７８】
次に、図１０（ｂ）に示すように、応力付与膜２００を所定形状にパターニングする。本実施形態では、感光性ポリイミドを露光、現像することで所定形状の応力付与膜２００を形成した。このように、応力付与膜２００として感光性樹脂を用いることで、ドライエッチングなどを用いることなく応力付与膜２００をパターニングして、振動板５０や第２電極８０、圧電体層７０等がドライエッチングによるオーバーエッチングによってその一部が除去されるのを抑制することができる。
【００７９】
なお、本実施形態では、応力付与膜２００の形成は、圧電素子３００を形成した後に行うようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、圧電素子３００を形成する前や形成している途中に形成するようにしてもよい。また、応力付与膜２００は、形成時に内部応力が引っ張り応力である必要はなく、例えば、形成時に内部応力が圧縮応力であっても、後の工程で加熱処理、例えば、圧電体層７０の焼成時に同時に加熱されることや、圧電体層７０に含まれる成分、例えば、鉛を拡散させることで内部応力が引っ張り応力となってもよい。
【００８０】
次に、図１１（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０の一方面の全面に亘ってリード電極９０を形成する。本実施形態では、密着層１９１と、導電層１９２とを積層することでリード電極９０を形成した。
【００８１】
次に、図１１（ｂ）に示すように、リード電極９０を所定形状にパターニングする。リード電極９０のパターニングでは、先に導電層１９２をウェットエッチング等でパターニングした後、密着層１９１をウェットエッチングによってパターニングすればよい。
【００８２】
次に、図１２（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０の圧電素子３００側に、シリコンウェハーであり複数の保護基板３０となる保護基板用ウェハー１３０を接着剤３５を介して接合した後、流路形成基板用ウェハー１１０を所定の厚みに薄くする。
【００８３】
次いで、図１２（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０にマスク膜５３を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、図１２（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０をマスク膜５３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、圧電素子３００に対応する圧力発生室１２、インク供給路１３、連通路１４及び連通部１５等を形成する。これにより、圧電素子３００は流路形成基板用ウェハー１１０（振動板５０）の拘束が解除されて、内部応力の影響で図５に示すように変形する。
【００８４】
その後は、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する。そして、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を接合すると共に、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、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。
【００８５】
なお、本実施形態では、第１の方向Ｘで互いに隣り合う能動部３１０の間の２つの応力付与膜２００が隔壁１１上で不連続となるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、図１３に示すように、第１の方向Ｘで互いに隣り合う能動部３１０の間の２つの応力付与膜２００が隔壁１１上で連続させるようにしてもよい。このように応力付与膜２００を隔壁１１上で連続させることで、応力付与膜２００による振動板５０への応力を高めて、より圧電素子３００を圧力発生室１２とは反対側に引き上げることができる。
【００８６】
（実施形態２）
図１４は、本発明の実施形態２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の要部を拡大した断面図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００８７】
図示するように、本実施形態の応力付与膜２００は、第１電極６０と同一層からなるが、第１電極６０とは不連続な層で形成されている。
【００８８】
また、第１の方向Ｘで互いに隣り合う能動部３１０の間で応力付与膜２００が隔壁１１上で連続して設けられている。
【００８９】
なお、応力付与膜２００は、第２電極８０の第２層８２よりも流路形成基板１０側に設けられている。すなわち、第２層８２は、応力付与膜２００上に形成されている。
【００９０】
このような応力付与膜２００は、第１電極６０と同一層で形成されているため、導電性を有する。したがって、応力付与膜２００が第２電極８０の電気抵抗値を下げて、エレキクロストークを抑制することができる。
【００９１】
また、応力付与膜２００は、内部応力が引っ張り応力となっており、応力付与膜２００によって振動板５０には、第３の方向Ｚにおいて圧力発生室１２とは反対側に向かって引き上げられる応力が付与される。したがって、圧電素子３００の変位効率を向上することができる。
【００９２】
ここで、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドの製造方法、特に応力付与膜２００の製造工程について説明する。なお、上述した実施形態１と重複する工程については説明を省略する。
【００９３】
上述した実施形態１と同様に流路形成基板用ウェハー１１０の一方面に振動板５０を形成した後、図１５（ａ）に示すように、振動板５０上に亘って第１電極６０を形成する。
【００９４】
次に、図１５（ｂ）に示すように、第１電極６０上に１層目の圧電体膜７４を形成する。
【００９５】
次に、１５（ｃ）に示すように、第１電極６０及び１層目の圧電体膜７４を同時にパターニングする。これにより、第１電極６０と応力付与膜２００とを形成する。すなわち、第１電極６０として、内部応力が引っ張り応力となる材料、成膜条件で形成する。また、応力付与膜２００は、成膜時に圧縮応力であっても、後の工程で圧電体層７０を焼成する際に同時に加熱されることや、圧電体層７０に含まれる成分、例えば、鉛が拡散することによって引っ張り応力となるものであってもよい。
【００９６】
次に、図１５（ｄ）に示すように、２層目以降の圧電体膜７４を積層することにより、複数層の圧電体膜７４からなる圧電体層７０を形成する。
【００９７】
次に、図１６（ａ）に示すように、圧電体層７０上に第２電極８０を構成する第１層８１を形成する。
【００９８】
次に、図１６（ｂ）に示すように、第１層８１及び圧電体層７０を各圧力発生室１２に対応してパターニングする。これにより、応力付与膜２００が露出される。
【００９９】
次に、図１６（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０の一方面側（圧電体層７０が形成された面側）に亘って、すなわち、第１層８１上、圧電体層７０をパターニングした側面上、絶縁体膜５２上、第１電極６０上及び応力付与膜２００上等に亘って第２層８２を形成することで第２電極８０を形成する。
【０１００】
その後は、上述した実施形態１と同様に、第２電極８０を所定形状にパターニングして圧電素子３００を形成した後、リード電極９０を形成する。そして、流路形成基板用ウェハー１１０に保護基板用ウェハー１３０を接着し、流路形成基板用ウェハー１１０に圧力発生室１２等の流路を形成する。その後は、ノズルプレート２０やコンプライアンス基板４０等を接合すると共に、流路形成基板用ウェハー１１０及び保護基板用ウェハー１３０を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とする。
【０１０１】
このように、応力付与膜２００を第１電極６０と同一層で形成することで、応力付与膜２００を別途設ける工程が不要となり、工程数を減少させてコストを低減することができる。また、応力付与膜２００を第１電極６０のパターニングと同時にパターニングして形成することができるため、圧電素子３００を形成した後に応力付与膜２００をパターニングすることによる圧電素子３００等のオーバーエッチングを抑制することができる。
【０１０２】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
【０１０３】
例えば、上述した実施形態１及び２では、各能動部３１０の圧電体層７０が連続的に設けられた構成を例示したが、勿論、圧電体層７０は、能動部３１０毎に独立して設けられていてもよい。すなわち、開口部７１が第２の方向Ｙに亘って設けられており、能動部３１０毎に圧電体層７０が完全に切り分けられていてもよい。
【０１０４】
また、上述した実施形態１及び２では、第２電極８０を第１層８１と第２層８２とを積層したものとしたが、特にこれに限定されず、第２電極８０は単層であっても３層以上に積層したものであってもよい。
【０１０５】
さらに、上述した実施形態１及び２では、第２電極８０の第２層８２を開口部７１内に設けるようにしたが、特にこれに限定されず、第２層８２は、開口部７１内に設けないようにしてもよい。このような場合であっても、上述した実施形態２のように、応力付与膜２００として導電性材料を用いることで、応力付与膜２００と第２電極８０とを開口部７１の第２の方向Ｙの外側で導通させれば、応力付与膜２００が第２電極８０の電気抵抗値を下げることができる。
【０１０６】
また、上述した実施形態１及び２では、基板である流路形成基板１０に凹部である圧力発生室１２が厚さ方向である第３の方向Ｚに貫通して設けられた構成を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、圧力発生室１２が流路形成基板１０を第３の方向Ｚに貫通して設けられていなくてもよい。すなわち、圧力発生室１２が振動板５０側に開口して設けられており、圧力発生室１２とノズル開口２１とがノズル連通路等を介して連通していてもよい。また、圧力発生室１２をノズル開口２１側に開口するように設け、流路形成基板１０の圧電素子３００側の一部を残して、残した部分を振動板の一部として用いるようにしてもよい。つまり、凹部とは、流路形成基板１０等の基板を厚さ方向に貫通するものも、何れか一方面のみに開口するものも含むものである。
【０１０７】
また、インクジェット式記録ヘッドＩは、例えば、図１７に示すように、インクジェット式記録装置ＩＩに搭載される。
【０１０８】
図１７に示すように、インクジェット式記録ヘッドＩを有する記録ヘッドユニット１Ａ、１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ、２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ、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に軸方向移動可能に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ、１Ｂは、例えば、ブラックインク組成物及びカラーインク組成物を噴射する。
【０１０９】
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、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には搬送手段としての搬送ローラー８が設けられており、紙等の記録媒体である記録シートＳが搬送ローラー８により搬送されるようになっている。なお、記録シートＳを搬送する搬送手段は、搬送ローラーに限られずベルトやドラム等であってもよい。
【０１１０】
なお、上述した例では、インクジェット式記録装置ＩＩとして、インクジェット式記録ヘッドＩがキャリッジ３に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、その構成は特に限定されるものではない。インクジェット式記録装置ＩＩは、例えば、インクジェット式記録ヘッドＩを固定し、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させることで印刷を行う、いわゆるライン式の記録装置であってもよい。
【０１１１】
また、上述した例では、インクジェット式記録装置ＩＩは、液体貯留手段であるカートリッジ２Ａ、２Ｂがキャリッジ３に搭載された構成であるが、特にこれに限定されず、例えば、インクタンク等の液体貯留手段を装置本体４に固定して、液体貯留手段とインクジェット式記録ヘッドＩとをチューブ等の供給管を介して接続してもよい。また、液体貯留手段がインクジェット式記録装置に搭載されていなくてもよい。
【０１１２】
なお、上記実施の形態においては、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、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を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴射装置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液体噴射ヘッドや液体噴射装置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、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ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ディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）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、かかる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用できる。
【０１１３】
また、本発明は、インクジェット式記録ヘッドに代表される液体噴射ヘッドに搭載される圧電アクチュエーターに限られず、超音波発信機等の超音波デバイス、超音波モーター、圧力センサー、焦電センサー等他の圧電デバイスにも適用することができる。
【符号の説明】
【０１１４】
Ｉ  インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、  ＩＩ  インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、  １０  流路形成基板（基板）、  １１  隔壁、  １２  圧力発生室、  １３  インク供給路、  １４  連通路、  １５  連通部、  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  マニホールド部、  ３３  貫通孔、  ３５  接着剤、  ４０  コンプライアンス基板、  ４１  封止膜、  ４２  固定板、  ４３  開口部、  ５０  振動板、  ５１  弾性膜、  ５２  絶縁体膜、  ６０  第１電極、  ７０  圧電体層、  ７１  開口部、  ８０  第２電極、  ９０  リード電極、  １００  マニホールド、  ２００  応力付与膜、  ３００  圧電素子、  ３１０  能動部
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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