(57)【要約】【課題】下部電極の剥がれを抑制して、信頼性の高い電気機械変換部材を提供する。【解決手段】液室１３の一面を形成する振動板１５と、該振動板１５上に下部電極１６１、圧電体１６２、上部電極１６３がこの順に形成された電気機械変換素子と、を備える電気機械変換部材において、下部電極１６１は、液室１３が並設される方向に亘って連続的に設けられることで電気機械変換素子の共通電極となるとともに、外周に凹状のスリット部１６１ｓが形成され、該スリット部１６１ｓは液室１３の上部となる位置には形成されていないものである。【選択図】図５
2016155283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液室の一面を形成する振動板と、
該振動板上に下部電極、圧電体、上部電極がこの順に形成された電気機械変換素子と、を備える電気機械変換部材において、
前記下部電極は、前記液室が並設される方向に亘って連続的に設けられることで前記電気機械変換素子の共通電極となるとともに、
外周に凹状のスリット部が形成され、該スリット部は前記液室の上部となる位置には形成されていないことを特徴とする電気機械変換部材。
【請求項２】
前記スリット部は、
前記液室が並設される方向の両端を除き、
前記電気機械変換素子において前記液室毎に個別化された前記圧電体および前記上部電極の隅部にそれぞれ対応する位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載の電気機械変換部材。
【請求項３】
電気機械変換部材において、前記下部電極の外周は前記振動板に対してテーパ形状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気機械変換部材。
【請求項４】
前記テーパ形状の角度が６０度以下であることを特徴とする請求項３に記載の電気機械変換部材。
【請求項５】
前記下部電極と前記振動板との間に密着層を有することを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の電気機械変換部材。
【請求項６】
液滴を吐出するノズルに連通する液室と、
前記液室内の液体を加圧可能にするよう前記液室を形成する基板と、
前記基板上に設けられる電気機械変換部材と、
を有する液滴吐出ヘッドにおいて、
前記電気機械変換部材として、請求項１から５までのいずれかに記載の電気機械変換部材を用いたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
液滴吐出ヘッドから液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置において、
前記液滴吐出ヘッドとして、請求項６に記載の液滴吐出ヘッドを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
液滴吐出ヘッドと、
該液滴吐出ヘッドにインクを供給するインクタンクと、を一体としたインクカートリッジにおいて、
前記液滴吐出ヘッドとして、請求項６に記載の液滴吐出ヘッドを用いたことを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項９】
電気機械変換素子を駆動させて振動板を変形させる電気機械変換部材を用いて、流路内の液体を輸送するマイクロポンプにおいて、
前記電気機械変換部材として、請求項１から５までのいずれかに記載の電気機械変換部材を用いたことを特徴とするマイクロポンプ。
【請求項１０】
液室の一面を形成する振動板と、
該振動板上に下部電極、圧電体、上部電極がこの順に形成された電気機械変換素子と、を備える電気機械変換部材の作製方法であって、
前記下部電極の外周であって、前記液室の上部となる位置を除く位置に凹状のスリット部を形成する工程と、
前記下部電極を前記液室が並設される方向に亘って連続的に設けて前記電気機械変換素子の共通電極とする工程と、
を含むことを特徴とする電気機械変換部材の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機械変換部材、液滴吐出ヘッド、画像形成装置、インクカートリッジ、マイクロポンプおよび電気機械変換部材の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プリンタ、ファクシミリ、複写機、プロッタ、或いはこれらの内の複数の機能を複合した画像形成装置としては、例えばインク等の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備えたインクジェット記録装置がある。
【０００３】
液滴吐出ヘッドは、インクなどの液体の液滴を吐出するノズルと、このノズルに連通し液体を収容した液室（加圧液室、圧力室、加圧室、吐出室などとも称される。）と、圧電素子などの電気機械変換素子とを備えた構成が知られている。この液滴吐出ヘッドでは、圧電素子に電圧が印加されることにより圧電素子は液室の壁の一部を形成する振動板を変形させるように振動し、その振動板の変形により液室内の液体が加圧され、ノズルから液滴を吐出させることができる。
【０００４】
液滴吐出ヘッドには、振動板上に、圧電素子を構成する下部電極（共通電極）、圧電体及び上部電極（個別電極）を積層形成し、たわみ振動モードを使用した電気機械変換部材（圧電アクチュエータ、アクチュエータ基板ともいう）が実用化されている。
【０００５】
このような液滴吐出ヘッドの製造方法として、マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム（以下、「ＭＥＭＳ」と略記する）を応用した半導体デバイス製造技術を用いることが知られている。ＭＥＭＳを用いた製造では、液室の隔壁を形成するための基板の片面に振動板を形成する。この振動板上に、下部電極を形成するための下部電極膜、圧電体を形成するための圧電体膜、上部電極を形成するための上部電極膜を順に成膜する。各膜をフォトリソグラフィー等によるレジストパターン形成、エッチング、薬液によるレジスト剥離といったプロセスによりパターニングして、下部電極、圧電体、上部電極の各層が所望のパターンで積層形成された圧電素子を形成する。これにより、複数の圧電素子が所望のパターンで形成された圧電アクチュエータを得る。
【０００６】
このような液滴吐出ヘッドに用いる圧電アクチュエータとして、例えば、特許文献１には、共通電極が複数のスリットにより分割されていることで、変位特性を向上することが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
圧電アクチュエータの製造では、積層膜間の密着性を十分に高めることが重要であるが、圧電アクチュエータの製造過程中に下部電極の隅部が下地膜（振動板）から剥がれる場合がある。
【０００８】
そして、下部電極の膜剥がれが発生してしまうと、下部電極が圧電アクチュエータの意図しない部分に付着することによるショート等が発生するおそれがあり、製品の信頼性低下につながってしまう。
【０００９】
そこで本発明は、下部電極の剥がれを抑制して、信頼性の高い電気機械変換部材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】
【００１０】
かかる目的を達成するため、本発明に係る電気機械変換部材は、液室の一面を形成する振動板と、該振動板上に下部電極、圧電体、上部電極がこの順に形成された電気機械変換素子と、を備える電気機械変換部材において、前記下部電極は、前記液室が並設される方向に亘って連続的に設けられることで前記電気機械変換素子の共通電極となるとともに、外周に凹状のスリット部が形成され、該スリット部は前記液室の上部となる位置には形成されていないものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、下部電極の剥がれを抑制して、信頼性の高い電気機械変換部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】液滴吐出ヘッドの基本構成部分である液滴吐出部の概略構成を示す液室の配列方向の断面図である。
【図２】液滴吐出ヘッドの基本構成部分である液滴吐出部の概略構成を示す液室の配列方向と直行する方向の断面図である。
【図３】液滴吐出部の製造プロセスの一例を示すフローチャートである。
【図４】隅部が直角状の下部電極を有するアクチュエータ基板の上面図である。
【図５】隅部かつ液室の上部以外の位置にスリット部を設けた下部電極を有するアクチュエータ基板の上面図である。
【図６】下部電極の振動板に対するテーパ角θの説明図である。
【図７】液滴吐出ヘッドを備えたインクカートリッジの構成例を示す斜視図である。
【図８】液滴吐出ヘッドを備えたインクジェット記録装置の構成例を示す斜視図である。
【図９】液滴吐出ヘッドを備えたインクジェット記録装置の機構部の構成例を示す側面図である。
【図１０】電気機械変換部材を備えたマイクロポンプの構成例を示す斜視図である。
【図１１】比較例１に係るアクチュエータ基板の上面図である。
【図１２】比較例２に係るアクチュエータ基板の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る構成を図１から図１２に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
本実施形態に係る電気機械変換部材（アクチュエータ基板３０）は、液室（液室１３）の一面を形成する振動板（振動板１５）と、該振動板上に下部電極（下部電極１６１）、圧電体（圧電体（ＰＺＴ）１６２）、上部電極（上部電極１６３）がこの順に形成された電気機械変換素子（圧電素子１６）と、を備える電気機械変換部材において、下部電極は、液室が並設される方向に亘って連続的に設けられることで電気機械変換素子の共通電極となるとともに、外周に凹状のスリット部（スリット部１６１ｓ）が形成され、該スリット部は液室の上部となる位置には形成されていないものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。
【００１５】
（電気機械変換部材／液滴吐出ヘッド）
図１は液滴吐出ヘッドの基本構成部分である液滴吐出部の概略構成を示す液室の配列方向の断面図であり、便宜上、１つの液室に対応する部分のみ示している。また、図２は、液滴吐出部の概略構成を示す液室の配列方向と直交する方向の断面図である。
【００１６】
図１に示すように、液滴吐出部１０は、インクなどの液体の液滴を吐出するノズル１１を有するノズル基板１２と、ノズル１１に連通し液体を収容した液室１３が形成された液室基板１４（以下、単に「基板」という）とを備えている。この基板１４は、ノズル１１と連通する液室１３の隔壁部、流体抵抗部３２、液室１３へのインク導入路３３などが形成されている。基板１４上には、液室１３の一壁面となる振動板１５を形成し、振動板１５上に下部電極１６１、圧電体（ＰＺＴ）１６２及び上部電極１６３からなる圧電素子１６が設けられている。また、圧電素子１６を覆うように第１の保護膜としての第１の絶縁保護膜１７、第２の絶縁保護膜１８、第３の絶縁保護膜１９及びサブフレーム２０が設けられている。
【００１７】
圧電素子１６は、振動板１５側で共通電極となる下部電極１６１と、電気機械変換膜としてのＰＺＴなどからなる圧電体１６２と、圧電体１６２の振動板１５側とは反対側で個別電極となる上部電極１６３とが積層されている。下部電極１６１は、第１の絶縁保護膜１７に形成されたコンタクトホール１７ａにより配線２１に接続されており、この配線２１を介して外部接続用の端子電極としての共通電極用のパッド電極に接続されている。また、上部電極１６３は、第２の絶縁保護膜１８に形成されたコンタクトホール１８ａにより配線２２に接続されており、この配線２２を介して外部接続用の端子電極としての個別電極用のパッド電極２３に接続されている。
【００１８】
サブフレーム２０は、下部電極１６１及び上部電極１６３に電気的に接続される共通電極用の配線２１、個別電極用の配線２２を含めて圧電素子１６の保護空間２０ａと、駆動ＩＣ２４の配置するための空間とを有している。また、共通液室から液室１３へのインク流路３５となる溝部を有している。このインク流路３５は、インク供給口３４を介して基板１４に形成されたインク導入路３３に連通している。
【００１９】
上記構成の液滴吐出部１０において、共通電極用のパッド電極と配線２１及び個別電極用のパッド電極２３と配線２２を介してそれぞれ圧電素子１６の下部電極１６１と上部電極１６３との間に所定の周波数及び振幅の駆動電圧が印加される。この駆動電圧が印加された圧電素子１６が、基板１４と圧電素子１６との間にある振動板１５を変形させるように振動し、その振動板１５の変形により液室１３内の液体が加圧され、ノズル１１から液滴を吐出させることができる。
【００２０】
次に、液滴吐出ヘッドを構成する構成要素である各部及び部材などの材料及び工法について、より具体的に説明する。
【００２１】
〔基板〕
基板１４としては、シリコン単結晶基板を用いることが好ましく、通常１００［μｍ］以上６００［μｍ］以下の範囲の厚みを持つことが好ましい。面方位としては、（１００）、（１１０）、（１１１）と３種あるが、半導体産業では一般的に（１００）、（１１１）が広く使用されており、本構成例においては、主に（１００）の面方位を持つ単結晶基板を主に使用した。また、図１に示すような液室（圧力室）１３を作製していく場合、エッチングを利用してシリコン単結晶基板を加工していく。この場合のエッチング方法としては、異方性エッチングを用いることが一般的である。異方性エッチングとは結晶構造の面方位に対してエッチング速度が異なる性質を利用したものである。例えばＫＯＨ等のアルカリ溶液に浸漬させた異方性エッチングでは、（１００）面に比べて（１１１）面は約１／４００程度のエッチング速度となる。従って、面方位（１００）では約５４°の傾斜を持つ構造体が作製できるのに対して、面方位（１１０）では深い溝をほることができるため、より剛性を保ちつつ、配列密度を高くすることができることが分かっている。本構成例としては（１１０）の面方位を持った単結晶基板を使用することも可能である。但し、この場合、マスク材であるＳｉＯ２もエッチングされてしまうため、この点も留意して利用することが好ましい。
【００２２】
〔振動板〕
図１に示すように電気機械変換素子としての圧電素子１６によって発生した力を受けて、その下地の振動板１５が変形して、液室（圧力室）１３のインクなどの液体の液滴を吐出させる。そのため、振動板１５としては所定の強度を有したものであることが好ましい。材料としては、Ｓｉ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４などを例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  
Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相成長）法により作製したものが挙げられる。さらに図１に示すような共通電極（下部電極）１６１及び圧電体１６２の線膨張係数に近い材料を選択することが好ましい。特に、圧電体１６２としては、一般的に材料としてＰＺＴが使用される場合が多い。従って、振動板１５の材料は、ＰＺＴの線膨張係数８×１０−６（１／Ｋ）に近い５×１０−６（１／Ｋ）以上１０×１０−６（１／Ｋ）以下の範囲の線膨張係数を有した材料が好ましい。さらには７×１０−６（１／Ｋ）以上９×１０−６（１／Ｋ）以下の範囲の線膨張係数を有した材料がより好ましい。具体的な材料としては、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化オスミウム、酸化レニウム、酸化ロジウム、酸化パラジウム及びそれらの化合物等が挙げられる。これらの材料を、例えばスパッタ法又はゾルゲル法を用いてスピンコーターにて作製することができる。膜厚としては０．１［μｍ］以上１０［μｍ］以下の範囲が好ましく、０．５［μｍ］以上３［μｍ］以下の範囲がさらに好ましい。この範囲より小さいと、図１に示すような液室（圧力室）１３の加工が難しくなる。また、上記範囲より大きいと振動板１５が変形しにくくなり、インク滴などの液滴の吐出が不安定になる。
【００２３】
〔下部電極（共通電極）〕
下部電極（共通電極）１６１としては、金属もしくは金属と酸化物からなっていることが好ましい。ここで、どちらの材料も振動板１５と下部電極１６１を構成する金属膜との間に密着層を入れて剥がれ等を抑制するように工夫している。以下に密着層含めて金属電極膜及び酸化物電極膜の詳細について記載する。
【００２４】
〔密着層〕
密着層は、例えば次のように形成する。Ｔｉをスパッタ成膜後、成膜したチタン膜をＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）装置を用いて熱酸化して酸化チタン膜にする。熱酸化の条件は、例えば、６５０［℃］以上８００［℃］以下の範囲の温度、１［分］以上３０［分］以下の範囲の処理時間、及びＯ２雰囲気である。酸化チタン膜を作成するには反応性スパッタでもよいがチタン膜の高温による熱酸化法が望ましい。反応性スパッタによる作製では、シリコン基板を高温で加熱する必要があるため、特別なスパッタチャンバ構成を必要とする。さらに、一般の炉による酸化よりも、ＲＴＡ装置による酸化の方がチタン酸化膜の結晶性が良好になる。なぜなら、通常の加熱炉による酸化によれば、酸化しやすいチタン膜は、低温においてはいくつもの結晶構造を作るため、一旦、それを壊す必要が生じるためである。したがって、昇温速度の速いＲＴＡによる酸化の方が良好な結晶を形成するために有利になる。また、Ｔｉ以外の材料としては、Ｔａ、Ｉｒ、Ｒｕ等の材料を用いることもできる。密着層の膜厚としては、１０［ｎｍ］以上８０［ｎｍ］以下の範囲が好ましく、１５［ｎｍ］以上６０［ｎｍ］以下の範囲がさらに好ましい。この範囲以下の場合においては、密着性に懸念がある。また、この範囲以上になってくると、下部電極の表面粗さが大きくなり圧電膜との密着性が低下し、圧電膜の結晶性に悪影響を及ぼしインク吐出に十分な変位が得られないような不具合が発生する。
【００２５】
〔金属電極膜〕
金属電極膜の金属材料としては、従来から高い耐熱性と低い反応性を有する白金が用いられているが、鉛に対しては十分なバリア性を持つとはいえない場合もあり、イリジウムや白金−ロジウムなどの白金族元素や、これらの合金膜も挙げられる。また、白金を使用する場合には下地（特にＳｉＯ２）との密着性が悪いために、前述の密着層を先に積層することが好ましい。作製方法としては、スパッタ法や真空蒸着等の真空成膜が一般的である。膜厚としては、８０［ｎｍ］以上２５０［ｎｍ］以下の範囲が好ましく、１００［ｎｍ］以上２００［ｎｍ］以下の範囲がより好ましい。この範囲より薄い場合においては、下部電極１６１として十分な電流を供給することができなくなり、液滴の吐出をする際に不具合が発生する。さらに、この範囲より厚い場合においては、白金族元素の高価な材料を使用する場合においては、コストアップとなる。また、白金を材料とした場合においては、膜厚を厚くしていたったときに表面粗さが大きくなり、その上に作製する酸化物電極膜やＰＺＴの表面粗さや結晶配向性に影響を及ぼして、インク吐出に十分な変位が得られないような不具合が発生する。
【００２６】
〔酸化物電極膜〕
酸化物電極膜の材料としてはＴｉを用いることが好ましい。成膜方法についてはスパッタ法により作製される。酸化方法としては密着層と同様にＲＴＡ装置を用いて、例えば、６５０［℃］以上８００［℃］以下の範囲の温度、１［分］以上３０［分］以下の範囲の処理時間、及びＯ２雰囲気で酸化処理を行う。その理由も密着層の項で述べたものと同様である。成膜されるＴｉＯＸ膜厚としては、３［ｎｍ］以上１５［ｎｍ］以下の範囲が好ましい。またスパッタ成膜材料として、上記Ｔｉ以外にもＴｉ／Ｉｒ、ＰｂＯ／ＴｉＯＸ、ＬＮＯなどが好ましい。
【００２７】
〔圧電体（電気機械変換膜）〕
圧電体１６２の材料としては、ＰＺＴを主に使用した。ＰＺＴとはジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）とチタン酸（ＰｂＴｉＯ３）の固溶体で、その比率により特性が異なる。一般的に優れた圧電特性を示す組成はＰｂＺｒＯ３とＰｂＴｉＯ３の比率が５３：４７の割合で、化学式で示すとＰｂ（Ｚｒ０．５３，Ｔｉ０．４７）Ｏ３、一般ＰＺＴ（５３／４７）と示される。ＰＺＴ以外の複合酸化物としてはチタン酸バリウムなどが挙げられ、この場合はバリウムアルコキシド、チタンアルコキシド化合物を出発材料にし、共通溶媒に溶解させることでチタン酸バリウム前駆体溶液を作製することも可能である。これら材料は一般式ＡＢＯ３で記述され、Ａ＝Ｐｂ、Ｂａ、Ｓｒ、  Ｂ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｎｂを主成分とする複合酸化物が該当する。その具体的な記述として（Ｐｂ１−ｘ，Ｂａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３、（Ｐｂ１−ｘ，Ｓｒ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３、これはＡサイトのＰｂを一部ＢａやＳｒで置換した場合である。このような置換は２価の元素であれば可能であり、その効果は熱処理中の鉛の蒸発による特性劣化を低減させる作用を示す。
【００２８】
圧電体１６２の作製方法としては、スパッタ法もしくは、ゾルゲル法を用いてスピンコーターにて作製することができる。その場合は、パターニング化が必要となるので、フォトリソエッチング等により所望のパターンを得る。ＰＺＴをゾルゲル法により作製した場合、出発材料に酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド、チタンアルコキシド化合物を出発材料にし、共通溶媒としてメトキシエタノールに溶解させ均一溶液を得ることで、ＰＺＴ前駆体溶液が作製できる。金属アルコキシド化合物は大気中の水分により容易に加水分解してしまうので、前駆体溶液に安定剤としてアセチルアセトン、酢酸、ジエタノールアミンなどの安定化剤を適量、添加してもよい。
【００２９】
基板１４の全面に圧電体１６２の膜（ＰＺＴ膜）を得る場合、スピンコートなどの溶液塗布法により塗膜を形成し、溶媒乾燥、熱分解、結晶化の各々の熱処理を施すことで得られる。塗膜から結晶化膜への変態には体積収縮が伴うので、クラックフリーな膜を得るには一度の工程で１００［ｎｍ］以下の膜厚が得られるように前駆体濃度の調整が必要になる。
【００３０】
圧電体１６２の膜厚としては０．５［μｍ］以上５［μｍ］以下の範囲が好ましく、１［μｍ］以上２［μｍ］以下の範囲がより好ましい。この範囲より小さいと十分な変形（変位）を発生することができなくなり、この範囲より大きいと何層も積層させていくため、工程数が多くなりプロセス時間が長くなる。
【００３１】
また、圧電体１６２の比誘電率としては６００以上２０００以下の範囲になっていることが好ましく、さらに１２００以上１６００以下の範囲になっていることが好ましい。このとき、この範囲よりも小さいときには十分な変形（変位）特性が得られず、この範囲より大きくなると、分極処理が十分行われず、連続駆動後の変位劣化については十分な特性が得られないといった不具合が発生する。
【００３２】
〔上部電極（個別電極）〕
上部電極（個別電極）１６３は、下部電極材料層とは異なり、圧電体１６２の膜を形成する際のような高温のプロセスが後の工程で無く、圧電体１６２の膜との格子定数マッチングも必要とならないため材料選択幅が下部電極１６１に比較し広くなる。上部電極１６３においては、白金膜、イリジウムや金などの金属電極を用いることができる。また、酸化物電極層と金属電極の積層膜を利用することもできる。
【００３３】
上部電極１６３としては、金属もしくは酸化物と金属からなっていることが好ましい。以下に酸化物電極膜及び金属電極膜の詳細について記載する。
【００３４】
〔酸化物電極膜〕
酸化物電極膜の材料としては、ＩｒＯ２，ＬａＮｉＯ３，ＲｕＯ２，ＳｒＯ，ＳｒＲｕＯ３などを用いることができる。酸化物電極膜は、例えばスパッタ法等の成膜方法により作製することができる。酸化物電極膜の膜厚としては、２０［ｎｍ］以上８０［ｎｍ］以下の範囲が好ましく、４０［ｎｍ］以上６０［ｎｍ］以下の範囲がさらに好ましい。この膜厚範囲よりも薄いと初期変形（変位）や変形（変位）の劣化特性については十分な特性が得られない。また、この範囲を超えると、その後に成膜したＰＺＴ膜の絶縁耐圧が悪くなり、リークしやすくなる。
【００３５】
〔金属電極膜〕
金属電極膜の材料等については、前述の下部電極（共通電極）１６１で使用した金属電極膜について記載したものと同様なものを挙げることができる。金属電極膜の膜厚としては３０［ｎｍ］以上２００［ｎｍ］以下の範囲が好ましく、５０［ｎｍ］以上１５０［ｎｍ］以下の範囲がさらに好ましい。この範囲より薄い場合においては、上部電極（個別電極）１６３として十分な電流を供給することができなくなり、液滴を吐出する際に不具合が発生する。また、上記範囲より厚いと、白金族元素の高価な材料を使用する場合にコストアップとなる。また、白金を材料とした場合に膜厚を厚くしていたったときに表面粗さが大きくなり、絶縁保護膜を介して配線などを作製する際に、膜剥がれ等のプロセス不具合が発生しやすくなる。
【００３６】
〔第１の絶縁保護膜〕
成膜・エッチングの工程による圧電素子へのダメージを防ぐとともに、大気中の水分が透過しづらい材料を選定する必要があるため、第１の絶縁保護膜１７の材料は緻密な無機材料とする必要がある。また、第１の絶縁保護膜１７として有機材料を用いる場合は、十分な保護性能を得るために膜厚を厚くする必要があるため、適さない。第１の絶縁保護膜１７を厚い膜とした場合、振動板１５の振動を著しく阻害してしまうため、吐出性能の低い液滴吐出ヘッドになってしまう。薄膜で高い保護性能を得るには、酸化物，窒化物，炭化膜を用いるのが好ましいが、第１の絶縁保護膜１７の下地となる電極材料、圧電体材料及び振動板材料と密着性が高い材料を選定する必要がある。また、第１の絶縁保護膜１７の成膜法も、圧電素子１６を損傷しない成膜方法を選定する必要がある。すなわち、反応性ガスをプラズマ化して基板上に堆積するプラズマＣＶＤ法やプラズマをターゲット材に衝突させて飛ばすことで成膜するスパッタリング法は好ましくない。第１の絶縁保護膜１７の好ましい成膜方法としては、蒸着法、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：原子層堆積）法などが例示できるが、使用できる材料の選択肢が広いＡＬＤ法が好ましい。好ましい材料としては、Ａｌ２Ｏ３，ＺｒＯ２，Ｙ２Ｏ３，Ｔａ２Ｏ３，ＴｉＯ２などのセラミクス材料に用いられる酸化膜が例として挙げられる。特にＡＬＤ法を用いることで、膜密度の非常に高い薄膜を作製し、プロセス中でのダメージを抑制することができる。
【００３７】
第１の絶縁保護膜１７の膜厚は、圧電素子１６の保護性能を確保できる十分な薄膜とする必要があると同時に、振動板１５の変形（変位）を阻害しないように可能な限り薄くする必要がある。第１の絶縁保護膜１７の膜厚は、２０［ｎｍ］以上１００［ｎｍ］以下の範囲が好ましい。１００［ｎｍ］より厚い場合は、振動板１５の変形（変位）量が低下するため、吐出効率の低い液滴吐出ヘッドとなる。一方、２０［ｎｍ］より薄い場合は、圧電素子１６の保護層としての機能が不足してしまうため、圧電素子１６の性能が前述の通り低下してしまう。
【００３８】
〔第２の絶縁保護膜〕
第２の絶縁保護膜１８としては、任意の酸化物，窒化物，炭化物又はこれらの複合化合物を用いることができ、また、半導体デバイスで一般的に用いられるＳｉＯ２を用いることもできる。第２の絶縁保護膜１８の成膜は任意の手法を用いることができ、例えばＣＶＤ法、スパッタリング法、ＡＬＤ法等が例示できる。電極形成部等のパターン形成部の段差被覆を考慮すると等方的に成膜できるＣＶＤ法を用いることが好ましい。第２の絶縁保護膜１８の膜厚は共通電極（下部電極）１６１と個別電極の配線２２との間に印加される電圧で絶縁破壊されない膜厚とする必要がある。すなわち第２の絶縁保護膜１８に印加される電界強度を、絶縁破壊しない範囲に設定する必要がある。さらに、第２の絶縁保護膜１８の下地の表面性やピンホール等を考慮すると、第２の絶縁保護膜１８の膜厚は２００［ｎｍ］以上必要であり、さらに好ましくは５００［ｎｍ］以上である。
【００３９】
〔配線、パッド電極〕
配線２１、２２及びパッド電極の材料は、Ａｇ合金、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｒのいずれかから成る金属電極材料であることが好ましい。これらの電極の作製方法としては、スパッタ法、スピンコート法を用いて作製し、その後フォトリソエッチング等により所望のパターンを得る。膜厚としては、０．１［μｍ］以上２０［μｍ］以下の範囲が好ましく、０．２［μｍ］以上１０［μｍ］以下の範囲がさらに好ましい。この範囲より小さいと抵抗が大きくなり電極に十分な電流を流すことができなくなりヘッド吐出が不安定になる。一方、この範囲より大きいとプロセス時間が長くなる。また、下部電極１６１及び上部電極１６３に接続されるコンタクトホール部（例えば１０［μｍ］×１０［μｍ］）での接触抵抗としては、共通電極である下部電極１６１に対して１０［Ω］以下、個別電極である上部電極１６３に対して１［Ω］以下が好ましい。さらに好ましくは、下部電極１６１に対して５［Ω］以下、上部電極１６３に対して０．５［Ω］以下である。この範囲を超えると十分な電流を供給することができなくなり、液滴を吐出をする際に不具合が発生する。
【００４０】
〔第３の絶縁保護膜〕
第３の絶縁保護膜１９としての機能は、共通電極用の配線２１や個別電極用の配線２２の保護層としての機能を有するパッシベーション層である。図２に示したように、上部電極１６３の引き出し部と、下部電極１６１の引き出し部（コンタクトホール１８ａ）と、を除き、上部電極１６３及び下部電極１６１を被覆する。これにより、電極材料に安価なＡｌもしくはＡｌを主成分とする合金材料を用いることができる。その結果、低コストかつ信頼性の高い液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）とすることができる。第３の絶縁保護膜１９の材料としては、任意の無機材料、有機材料を使用することができるが、透湿性の低い材料とする必要がある。無機材料としては、酸化物、窒化物、炭化物等が例示でき、有機材料としてはポリイミド、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等が例示できる。ただし、有機材料の場合には厚膜とすることが必要となるため、パターニングに適さない。そのため、薄膜で配線保護機能を発揮できる無機材料とすることが好ましい。特に、Ａｌ配線上にＳｉ３Ｎ４を用いることが、半導体デバイスで実績のある技術であるため好ましい。また、膜厚は２００［ｎｍ］以上とすることが好ましく、さらに好ましくは５００［ｎｍ］以上である。膜厚が薄い場合は十分なパッシベーション機能を発揮できないため、配線材料の腐食による断線が発生し、インクジェットの信頼性を低下させてしまう。
【００４１】
また、圧電素子１６上とその周囲の振動板１５上に開口部をもつ構造が好ましい。これは、前述の第１の絶縁保護膜１７の液室１３に対応した領域を薄くしていることと同様の理由である。これにより、高効率かつ高信頼性の液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）とすることが可能になる。第１，第２の絶縁保護膜１７，１８で圧電素子１６が保護されているため、第３の絶縁保護膜１９の開口部の形成には、フォトリソグラフィー法とドライエッチングを用いることができる。なお、パッド電極の面積については、５０×５０［μｍ２］以上になっていることが好ましく、さらに１００×３００［μｍ２］以上になっていることが好ましい。
【００４２】
（液滴吐出ヘッドの製造プロセス）
次に、液滴吐出ヘッド１の製造方法の一例について説明する。図３は、液滴吐出ヘッド１の製造プロセスの一例を説明するためのフローチャートである。
【００４３】
まず、基板１４上に、振動板１５を形成する（ステップＳ１）。基板１４としては、例えば６２５［μｍ］厚のシリコンウェハが用いられる。この基板１４上に、振動板１５が、熱酸化膜や、例えばＣＶＤ法によって形成されるシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリシリコン膜などの所望の構成にて形成されている。
【００４４】
次に、振動板１５上に圧電素子１６を形成する。詳しくは、圧電素子１６は、共通電極である下部電極の成膜（ステップＳ２）、圧電体１６２であるＰＺＴ膜の成膜（ステップＳ３）、個別電極である上部電極１６３の成膜（ステップＳ４）の順に行われる。
【００４５】
上記ステップＳ２の下部電極の成膜は、具体的には、まず、密着膜として、チタン膜（膜厚３０［ｎｍ］）をスパッタ装置にて成膜した後にＲＴＡを用いて７５０［℃］にて熱酸化した。
【００４６】
そして、引き続き金属膜として白金膜（膜厚１００［ｎｍ］）を成膜した。白金膜上に酸化チタン膜を形成する。白金膜上にチタン膜をスパッタ成膜で形成し、続いてＲＴＡを用いて６５０〜７５０℃、１〜５分、Ｏ２雰囲気でチタン膜を熱酸化させて、酸化チタン膜とさせる。チタン膜の膜厚は、３０〜７０オングストロームとするのが好ましい。
【００４７】
上記ステップＳ３では、ゾルゲル法によってＰＺＴ膜が所望の厚みに成膜される。
【００４８】
上記ステップＳ４の上部電極の成膜は、具体的には、酸化物膜としてＳｒＲｕＯ３膜(膜厚２０［ｎｍ］)を、金属膜としてＰｔ膜（膜厚１００［ｎｍ］）を、それぞれスパッタ成膜した。
【００４９】
その後、東京応化社製フォトレジスト（ＴＳＭＲ８８００）をスピンコート法で成膜し、通常のフォトリソグラフィーでレジストパターンを形成した。その後、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：誘導結合方式）エッチング装置（サムコ株式会社製）を用いてＰＺＴ膜、上部電極をエッチングにより個別化し、パターンを作製した（ステップＳ５）。これにより、上部電極１６３は個別電極として機能する。
【００５０】
次いで、同様の方法で、フォトリソグラフィーでレジストパターンを形成し、エッチングにより下部電極のパターンを作製する（ステップＳ６）。下部電極１６１は、ＰＺＴ膜、上部電極のようには個別化されず、複数の圧電体１６２及び上部電極１６３に対して共通電極として機能するようパターニングする。なお、下部電極１６１のパターニングについては、後で詳細に説明する。
【００５１】
次に、第１の絶縁保護膜１７として、ＡＬＤ法によりＡｌ２Ｏ３膜を成膜した（ステップＳ７）。この第１の絶縁保護膜１７は、水素等のプロセスダメージから圧電素子１６を保護するバリア層として機能する。第１の絶縁保護膜１７（バリア層）としてＡＬＤ法により成膜したＡｌ２Ｏ３を用いることにより、透湿性の低い良質なバリア層を得ることができる。
【００５２】
また、バリア層として機能する第１の絶縁保護膜１７の膜厚は、３０［ｎｍ］以上、８０［ｎｍ］以下の範囲であることが好ましい。これにより、第１の絶縁保護膜１７がバリア層として十分なバリア性を有しつつ、圧電素子１６のアクチュエータとしての機能を維持することができる。
【００５３】
また、基板１４表面と第１の絶縁保護膜１７（バリア層）の側壁とのなす角度であるテーパ角は、基板１４表面と圧電素子１６の側壁面とのなすテーパ角よりも小さいことが望ましい。これにより、圧電素子１６の端部における応力の集中が緩和され、長寿命化を図ることができ、信頼性が向上する。
【００５４】
次に、第２の絶縁保護膜１８としてＳｉＯ２層間膜を成膜した（ステップＳ８）。このように層間膜であるＳｉＯ２を利用することで、新たな工程を加えることなく、第１の絶縁保護膜１７（バリア層）のうち圧電素子１６の側壁面を覆っている部分に更に第２の保護膜を形成することができる。従って、生産効率の低下や製造コストの上昇を防ぐことができる。また、後工程のフォトリソグラフィー・エッチング工程で、圧電素子１６の側壁面をレジストでマスクした状態でエッチング処理することにより、第１の絶縁保護膜１７（バリア層）のうち圧電素子１６の側壁面を覆っている部分にＳｉＯ２層間膜を残留させる。これにより、第１の絶縁保護膜１７（バリア層）のオーバーエッチングをより確実に防ぐことができる。
【００５５】
上記ＳｉＯ２層間膜の膜厚は、１０［ｎｍ］以上５００［ｎｍ］以下の範囲が好ましい。１０［ｎｍ］よりも薄いと十分なエッチング耐性を確保できない。一方、５００［ｎｍ］よりも厚いと圧電素子１６が変形し難くなり、アクチュエータとしての機能を維持できなくなるおそれがある。
【００５６】
その後、エッチングによりコンタクトホール１８ａを形成した（ステップＳ９）。そして、配線を形成するためにＡｌをスパッタにより成膜した（ステップＳ１０）。また、上記ステップＳ８で成膜したＡｌをエッチングしてパターニング形成した（ステップＳ１１）。
【００５７】
さらにその後、第３の絶縁保護膜１９としてＳｉＮパッシベーション層を成膜し、エッチング処理を行った（ステップＳ１２，１３）
【００５８】
最後に、振動板にインク供給口３４となる貫通孔をエッチングにより形成した（ステップＳ１４）。
【００５９】
このようにして形成された、基板１４と、振動板１５と、圧電素子１６と、各種電極とを含む複合積層基板は、アクチュエータ基板３０と呼ばれる電気機械変換部材である。なお、基板１４を除いて電気機械変換部材と呼ぶこともある。また、ここまで説明した電気機械変換部材の各層の材料や膜厚等の数値は、一例であってこれに限られるものではない。
【００６０】
（下部電極のパターニング）
次に、下部電極１６１のパターニングについて詳細に説明する。ここまで説明したように、電気機械変換部材としてのアクチュエータ基板３０は、基板１４上に、液室１３の一壁面となる振動板１５を形成し、振動板１５上に下部電極１６１、圧電体（ＰＺＴ）１６２及び上部電極１６３からなる圧電素子１６が設けられている。
【００６１】
上述のように、下部電極１６１は、圧電体１６２に電圧を与える機能を有し、Ｐｔ、Ｉｒ等が一般的に用いられる。しかしながら、振動板１５との密着性が低く、振動板１５から下部電極１６１が剥がれてしまう問題が知られている。
【００６２】
電気機械変換部材の製造では、積層膜間の密着性を十分に高めることが重要であるが、アクチュエータ基板３０の製造過程中に下部電極１６１の角４隅が下地膜（振動板）から剥がれる場合がある。下部電極１６１の剥がれが発生してしまうと、電極膜がウエハ上の意図しない部分に付着することでショート等が発生するおそれがあり、製品の信頼性低下につながってしまう。
【００６３】
このため、上述のように、下部電極１６１と振動板１５の間にＴｉ等からなる密着層を挟むことで密着力を向上させる構成が採用される。しかしながら、特に、圧電素子１６の共通電極となる下部電極１６１の四角パターンの隅部においてには、下部電極１６１のパターンニングで、薬液を用いてレジスト剥離を行う際に、薬液が下部電極１６１の外周部にアタックし、密着層を用いたとしても密着性が十分ではなく、下部電極１６１の応力により下部電極１６１と密着層界面で、下部電極１６１の膜剥がれが発生することがあった。
【００６４】
そこで本実施形態に係る電気機械変換部材では、下部電極１６１の外周に凹状のスリット（以下、スリット部ともいう）を形成することで、下部電極１６１を薬液耐性の高いパターニング構造とするとともに、下部電極１６１の隅部に応力が集中しづらいようにし、下部電極１６１の内部応力を緩和することで下部電極１６１の膜剥がれ発生しないようにしたものである。
【００６５】
また、本願発明者らは、スリット部が加圧液室（液室１３）の上部に形成されると、電気機械変換部材を長期駆動した際に、スリット部から下部電極１６１にクラックが入る場合があることを知見した。これは、電気機械変換部材を長期的に駆動した際に、加圧液室上の膜は繰り返したわむため、スリット部から下部電極１６１にクラックが生じてしまうものである。
【００６６】
そこで本実施形態に係る電気機械変換部材では、さらに、電気機械変換部材を駆動した際にたわみが生じない場所である液室１３の上部以外の場所、換言すれば、加圧液室形成後にも基板１４が存在する上に凹状のスリット部に形成したものである。
【００６７】
アクチュエータ基板３０の上面図である図４および図５を参照して、以下に下部電極１６１のパターンの詳細を説明する。なお、図４および図５において、圧電体１６２および上部電極１６３は個別化された状態となっている。下部電極１６１は、共通電極となるよう個別にパターニングされていない状態である。また、下部に液室１３が形成される範囲を１点鎖線にて示している。
【００６８】
従来、アクチュエータ基板３０の製造時においては、図４に示すように下部電極１６１の隅部が直角形状であるパターンを用いていた。図４に示すようなスリット部１６１ｓを形成しない場合では、下部電極１６１と振動板１５の間に密着層を用いても、特に、下部電極１６１の隅部において下部電極１６１の応力により下部電極１６１の膜剥がれが発生してしまっていた。
【００６９】
これに対し、本実施形態では、図５に示すように下部電極１６１において、液室１３が並設される方向の両端部を除き、個別化された圧電体１６２および上部電極１６３の隅部にそれぞれ対応する位置（隅部）に、凹状のスリット（スリット部１６１ｓ）を形成するように、エッチング時のマスクパターンを変更している。また、このとき、スリット部１６１ｓが液室１３の上部位置に形成されないようにしている。
【００７０】
なお、図５の例では、スリット部１６１ｓは、下部電極１６１の隅部に加えて、アクチュエータ基板３０の液室１３の配列方向両端における中央位置に設けているが、スリット部１６１ｓの形成位置は、下部電極１６１の外周であって、液室１３の上部以外の位置であれば、これに限られるものではない。
【００７１】
このようにして形成されたアクチュエータ基板３０に対し、（１）圧電素子１６に空隙を介して非接触の状態で圧電素子１６を覆うように設けられた構造体としてのサブフレーム２０を接合する。（２）次いで、基板１４の圧電素子１６形成面の反対側を所望の厚さまで研磨する。（３）そして、研磨した側をエッチングし、液室１３、流体抵抗部３２、インク導入路３３となる凹部を形成する。（４）そして、ノズル１１を形成したノズル基板１２を基板１４の液室形成面に接着することで、液滴吐出ヘッド１を形成するものである。なお、液体供給手段、流路、流体抵抗等については説明を省略したが、液滴吐出ヘッドに設けることのできる付帯設備を当然に設けることができる。
【００７２】
図６は、下部電極１６１の振動板１５に対するテーパ角θの説明図である。図６に示すように、下部電極１６１の外周は振動板１５に対してテーパ形状となっていることが好ましく、また、振動板１５に対する下部電極１６１のテーパ角θは、６０°以下とすることが好ましい。このようにテーパ角を付けることで、さらに膜厚方向の応力集中を分散して膜剥がれの耐性を高め、より膜剥がれを抑制することができる。
【００７３】
以上説明したように本実施形態に係る電気機械変換部材は、下部電極の外周に凹状のスリットを形成するとともに、該凹状のスリットは液室の上部には形成しないものとすることで、長期駆動した際であっても下部電極膜へのクラックの発生を抑制することが可能となり、下部電極膜剥がれが無く、信頼性の高いアクチュエータを得ることが可能となる。
【００７４】
（インクカートリッジ）
次に、本実施形態に係る液滴吐出ヘッド１を備えたインクカートリッジについて説明する。
【００７５】
図７は液滴吐出ヘッド１を備えたインクカートリッジの構成例を示す斜視図である。インクカートリッジ９０は、ノズル１１等を有する上述の液滴吐出ヘッド１（インクジェットヘッド）と、液滴吐出ヘッド１に対してインクを供給するインクタンク９１とを一体化したものである。
【００７６】
液滴吐出ヘッド１とインクタンク９１とを一体とした場合、液滴吐出ヘッド１の低コスト化および信頼性向上は、ただちにインクカートリッジ９０の全体の低コスト化、信頼性向上につながる。よって、液滴吐出ヘッド１の低コスト化、高信頼性化、製造不良低減を図ることで、インクカートリッジ９０の歩留まり、信頼性を向上させて、ヘッド一体型のインクカートリッジ９０の低コスト化を図ることができる。
【００７７】
（画像形成装置）
次に、本実施形態に係る液滴吐出ヘッド１を備えた画像形成装置であるインクジェット記録装置について説明する。
【００７８】
図８は液滴吐出ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の構成例を示す斜視図であり、図９は同記録装置の機構部の構成例を示す側面図である。
【００７９】
インクジェット記録装置１００は、装置本体の内部に印字機構部１０３等を収納し、装置本体の下方部には前方側から多数枚の記録紙１３０を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい）１０４を抜き差し自在に装着されている。また、記録紙１３０を手差しで給紙するために開かれる手差しトレイ１０５を有している。給紙カセット１０４あるいは手差しトレイ１０５から給送される記録紙１３０を取り込み、印字機構部１０３によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ１０６に排紙する。
【００８０】
印字機構部１０３は、主走査方向に移動可能なキャリッジ１０１とキャリッジ１０１に搭載した液滴吐出ヘッド及び液滴吐出ヘッドに対してインクを供給するインクカートリッジ１０２等で構成される。また、印字機構部１０３は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド１０７と従ガイドロッド１０８とでキャリッジ１０１を主走査方向に摺動自在に保持する。このキャリッジ１０１にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する液滴吐出ヘッドを複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。また、キャリッジ１０１には液滴吐出ヘッドに各色のインクを供給するための各インクカートリッジ１０２を交換可能に装着している。
【００８１】
インクカートリッジ１０２は上、方に大気と連通する大気口、下方には液滴吐出ヘッドへインクを供給する供給口が設けられている。インクカートリッジ１０２の内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力により液滴吐出ヘッドへ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、液滴吐出ヘッドとしては各色の液滴吐出ヘッドを用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個の液滴吐出ヘッドでもよい。
【００８２】
ここでキャリッジ１０１は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド１０７に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド１０８に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ１０１を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ１０９で回転駆動される駆動プーリ１１０と従動プーリ１１１との間にタイミングベルト１１２を張装し、このタイミングベルト１１２をキャリッジ１０１に固定している。これにより、主走査モータ１０９の正逆回転によりキャリッジ１０１が往復駆動される。
【００８３】
一方、給紙カセット１０４にセットした記録紙１３０を液滴吐出ヘッドの下方側に搬送するために、給紙カセット１０４から記録紙１３０を分離給装する給紙ローラ１１３及びフリクションパッド１１４と、記録紙１３０を案内するガイド部材１１５とを有する。また、給紙された記録紙１３０を反転させて搬送する搬送ローラ１１６と、この搬送ローラ１１６の周面に押し付けられる搬送コロ１１７及び搬送ローラ１１６からの記録紙１３０の送り出し角度を規定する先端コロ１１８とを有する。搬送ローラ１１６は副走査モータによってギヤ列を介して回転駆動される。
【００８４】
そして、キャリッジ１０１の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１１６から送り出された記録紙１３０を液滴吐出ヘッドの下方側で案内するため用紙ガイド部材である印写受け部材１１９を設けている。この印写受け部材１１９の用紙搬送方向下流側には、記録紙１３０を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１２０と拍車１２１とを設けている。さらに記録紙１３０を排紙トレイ１０６に送り出す排紙ローラ１２３と拍車１２４と、排紙経路を形成するガイド部材１２５，１２６とを配設している。
【００８５】
このインクジェット記録装置１００で記録時には、キャリッジ１０１を移動させながら画像信号に応じて液滴吐出ヘッドを駆動することにより、停止している記録紙１３０にインクを吐出して１行分を記録する。その後、記録紙１３０を所定量搬送した後、次の行の記録を行う。記録終了信号または記録紙１３０の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ記録紙１３０を排紙する。
【００８６】
また、キャリッジ１０１の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、液滴吐出ヘッドの吐出不良を回復するための回復装置１２７を配置している。回復装置１２７はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段とを有している。キャリッジ１０１は印字待機中にはこの回復装置１２７側に移動されてキャッピング手段で液滴吐出ヘッドをキャッピングして吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
【００８７】
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で液滴吐出ヘッド１の吐出口（ノズル）を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出す。このように、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。このように、本実施形態のインクジェット記録装置１００においては回復装置１２７を備えているので、液滴吐出ヘッドの吐出不良が回復されて、安定したインク滴吐出特性が得られ、画像品質を向上することができる。
【００８８】
なお、本実施形態では、インクジェット記録装置１００に液滴吐出ヘッドを使用した場合について説明したが、インク以外の液滴、例えば、パターニング用の液体レジストを吐出する装置に液滴吐出ヘッド１を適用してもよい。
【００８９】
以上、本実施形態のインクジェット記録装置（画像形成装置）１００では、本発明に係る液体吐出ヘッドを記録ヘッドとして備えるので、振動板駆動不良によるインク滴吐出不良がなく、安定したインク滴吐出特性が得られて、高画質の画像を安定して形成することができる。
【００９０】
なお、インクジェット記録装置では、媒体を搬送しながら液滴吐出ヘッドによりインク滴を用紙に付着させて画像形成を行う。ここでの媒体は「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。また、画像形成装置は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液滴を吐出して画像形成を行う装置を意味する。そして、画像形成とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与する（単に液滴を吐出する）ことをも意味する。また、インクとは、所謂インクに限るものではなく、吐出されるときに液滴となるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる液体の総称として用いる。
【００９１】
また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。
【００９２】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、圧電アクチュエータを備えたマイクロポンプに適用することができる。
【００９３】
（マイクロポンプ）
図１０は、本実施形態に係る電気機械変換部材を用いたマイクロポンプの断面斜視図である。
【００９４】
マイクロポンプ８０は、圧電素子１６が設けられた振動板８２が複数設けられており流路８１の中を流体が流れる構造となっている。図中の右側から順に圧電素子１６を駆動し、順に振動板８２を変形させることで、流路８１内の液体を図中の矢印方向に輸送することが可能となっている。なお、振動板８２は複数の絶縁膜による積層構造になっている。なお、図１０の例では、振動板８２を複数設けた例を示したが、振動板８２は一つでも良く、また輸送効率を上げるために弁などを設けても良い。
【００９５】
このマイクロポンプによれば、上記実施形態に係る電気機械変換部材を備えているので、不良発生や歩留り低下を改善することができ、低コスト化を実現することができる。
【００９６】
また、本発明に係る電気機械変換部材を液滴吐出ヘッド、マイクロポンプに適用する例を説明したが、その他の光学デバイス、マイクロアクチュエータなどにも適用可能である。
【実施例】
【００９７】
以下に本発明に係る電気機械変換部材の実施例および比較例について説明する。
【００９８】
（実施例１）
図５に示した下部電極１６１の隅部にスリット部１６１ｓを形成し、かつ、スリット部１６１ｓは液室１３の上部位置に形成されていないアクチュエータ基板３０を実施例１とする。
【００９９】
（比較例１）
図１１は、比較例１のアクチュエータ基板３０である。実施例１と比較例１では、スリット部１６１ｓの形成位置が異なる。比較例１では、下部電極１６１の外周のスリット部１６１ｓを液室１３の上部の位置に形成したことを除き、実施例１と同様にアクチュエータ基板を作製した。
【０１００】
（比較例２）
図１２は、比較例２のアクチュエータ基板３０である。実施例１と比較例２では、スリット部１６１ｓの形成位置が異なる。比較例２では、下部電極１６１の外周のスリット部１６１ｓを隅部と液室１３の上部にまたがって形成したことを除き、実施例１と同様にアクチュエータ基板を作製した。
【０１０１】
実施例１、比較例１，２では、下部電極１６１の隅部においても下電極膜剥がれ発生せず、アクチュエータ基板３０を作製することができた。
【０１０２】
そして、実施例１、比較例１，２で作製したアクチュエータ基板３０を用いて、液滴吐出ヘッド１を作製し、液の吐出評価を行った。粘度を５ｃｐに調整したインクを用いて、単純プッシュ波形により−１０〜−３０Ｖの印可電圧を加えたときの吐出状況を確認したところ、いずれのノズル孔からも吐出されていることを確認した。
【０１０３】
さらに、実施例１（図５）、比較例１（図１１）、比較例２（図１２）について、長期耐久性評価を実施した。ここでは、１０１０回繰り返し印可電圧を加える評価を実施した。
【０１０４】
その結果、比較例１および２では、下部電極膜にクラックが確認され、吐出不良が確認される場合があったが、実施例１では、下部電極膜にクラックは確認されず、吐出特性も良好であった。これにより、実施例１に係るアクチュエータ基板３０によれば、長期駆動した際であっても下部電極膜へのクラックの発生を抑制することが可能となり、下部電極膜剥がれが無く、信頼性の高いアクチュエータを得ることができることが確認できた。
【符号の説明】
【０１０５】
１  液滴吐出ヘッド
１０  液滴吐出部
１１  ノズル
１２  ノズル基板
１３  液室
１４  液室基板
１５  振動板
１６  圧電素子
１６１  下部電極（共通電極）
１６１ｓ  スリット部
１６２  圧電体
１６３  上部電極（個別電極）
１７  第１の絶縁保護膜
１７ａ  コンタクトホール
１８  第２の絶縁保護膜
１８ａ  コンタクトホール
１９  第３の絶縁保護膜
２０  サブフレーム
２０ａ  保護空間
２１，２２  配線
２３  パッド電極
２４  駆動ＩＣ
３０  アクチュエータ基板
３２  流体抵抗部
３３  インク導入路
３４  インク供給口
３５  インク流路
８０  マイクロポンプ
９０  インクカートリッジ
１００  インクジェット記録装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０６】
【特許文献１】特開２０１２−１０６３４２号公報
【図１】
2016155283.tif 000003
【図２】
2016155283.tif 000004
【図３】
2016155283.tif 000005
【図６】
2016155283.tif 000006
【図７】
2016155283.tif 000007
【図８】
2016155283.tif 000008
【図９】
2016155283.tif 000009
【図４】
2016155283.tif 000010
【図５】
2016155283.tif 000011
【図１０】
2016155283.tif 000012
【図１１】
2016155283.tif 000013
【図１２】
2016155283.tif 000014