(57)【要約】      （修正有）【課題】圧電素子を構成する下部電極の膜浮きの有無を、製造工程内で容易に精度よく観察、検出可能な液滴吐出ヘッドを提供する。【解決手段】複数のノズル孔が形成されたノズル基板と、ノズル孔に連通する吐出室１４、吐出室１４の一面を形成する振動板、及び振動板上の吐出室１４に対応する位置に設けられ、振動板側から下部電極８、圧電材９、上部電極１０の順に積層されてなる複数の圧電素子２６を備える液室基板と、圧電素子２６を設置保護する空間、及び吐出室１４に液滴を供給する共通液室１８が形成された保護基板とを備え、圧電素子２６は、圧電アクチュエータビット４１と、圧電アクチュエータビット４１の配列方向端部に配置され、下部電極８が個別にパターニングされてなる下部電極モニタ部４０と、を有する液滴吐出ヘッド。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズル孔が形成されたノズル基板と、
前記ノズル孔に連通する吐出室、該吐出室の一面を形成する振動板、及び前記振動板上の前記吐出室に対応する位置に設けられ、前記振動板側から下部電極、圧電材、上部電極の順に積層されてなる複数の圧電素子を備える液室基板と、
前記圧電素子を設置保護する空間、及び前記吐出室に液滴を供給する共通液室が形成された保護基板と、を備え、
前記圧電素子は、配列方向に長い帯状であって、前記下部電極が共通電極を構成する圧電アクチュエータビットと、前記圧電アクチュエータビットの配列方向端部に配置され、前記下部電極が個別にパターニングされてなる下部電極モニタ部と、を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記上部電極と個別に導通し駆動信号を入力するリード配線層と、該リード配線層と前記下部電極を絶縁分離する層間絶縁膜を備え、
前記下部電極モニタ部において、前記下部電極と前記層間絶縁膜との境界面の剥離の有無が観察されることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液滴吐出ヘッド、及び前記液滴吐出ヘッドと一体化され、前記液滴吐出ヘッドにインクを供給するためのインクタンクを備えることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項４】
請求項１または２に記載の液滴吐出ヘッドから吐出される液滴により画像を形成することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】
液体の流路を備え、圧電素子によって前記流路の一面を形成する振動板を変形させて前記流路内の液体を輸送するマイクロポンプにおいて、
前記圧電素子は、前記振動板側から下部電極、圧電材、上部電極の順に積層されてなり、
配列方向に長い帯状であって、前記下部電極が共通電極を構成する圧電アクチュエータビットと、前記圧電アクチュエータビットの配列方向端部に配置され、前記下部電極が個別にパターニングされてなる下部電極モニタ部と、を有することを特徴とするマイクロポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッド、及び該液滴吐出ヘッドを備えたインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像記録装置或いは画像形成装置として用いるインクジェット記録装置では、液滴吐出ヘッドが用いられる。
液滴吐出ヘッドの一例であるインクジェットヘッドとしては、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する吐出室（加圧液室、圧力室、インク流路等とも称される。）と、吐出室内のインクを加圧する力を発生する圧力発生手段とを備え、該圧力発生手段で発生した圧力で吐出室内インクを加圧することによってノズルからインク滴を吐出させるものが知られている。
【０００３】
このような液滴吐出ヘッドとしては、圧力発生手段として圧電素子などの電気機械変換素子を用い、吐出室の壁面を形成している振動板を変形変位させることでインク滴を吐出させるピエゾ型のものや、吐出内に配設した発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いてインクの膜沸騰でバブルを発生させてインク滴を吐出させるバブル型（サーマル型）のものなどがある。
【０００４】
ピエゾ型のものには、圧電素子が軸方向に伸長、収縮縦振動型や、圧電素子の撓みを利用した横振動（ベンドモード）型などが知られている。その中で近年、ベントモード型では、半導体プロセスやマイクロマシニング技術の進歩によりパターンニング加工技術が確立され、圧電素子がさらに薄膜で形成されたピエゾアクチュエータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
薄膜ピエゾアクチュエータは、基板上に下部電極、下部電極の上に圧電材（ＰＺＴ）、さらに圧電材上に上部電極が形成された積層構成となっている。
薄膜ピエゾアクチュエータは、圧電素子の圧電特性と結晶性を確保するための材料特性と、外部回路からの駆動信号を伝播する電気的特性とを満足する機能が求められる。そのため、圧電材を挟んで形成される電極層は２層あるいは３層の積層構造で形成されている。
【０００６】
薄膜ピエゾアクチュエータの圧電素子を駆動させるためには、上部電極及び下部電極並びに圧電材を層間絶縁膜で覆い、リード配線との接続部を形成するためコンタクト孔を設け、下部電極及び上部電極に外部からの駆動電圧をリード配線から印加させる。アルミなど安価なリード線材を使用する際には、パッシベーション保護膜を形成することにより信頼性を確保する。
【０００７】
層間絶縁膜の膜厚は、圧電素子を保護するのに十分な厚みが必要であるとともに、振動板の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。一般に層間絶縁膜の膜厚は、数十ｎｍ程度であるが、同一のウエハやカセットであってもばらつきがある。
【０００８】
リード配線やリード配線保護の為のパッシベーション膜の開口部パターニングの際には、層間絶縁膜がエッチングされる。同一のウエハ面内であってもエッチング速度やエッチング対象となる層の厚みは均一ではない。エッチング速度は、パターンの粗密やパターン形状にも依存する。このため、ウエハ全面においてエッチングを充分に行なうためにオーバーエッチングが発生し、層間絶縁膜が薄くなることがある。
【０００９】
図１１は、振動板上に形成された圧電素子の電子顕微鏡写真であり、下図は上図の部分拡大図である。図１１に示すように、リード配線パターニング後に層間絶縁膜（Ａｌ２Ｏ３膜）の厚さを観察すると、下部電極（ＴｉＯ２膜及びＰｔ膜）のテーパー部において特に薄くなることが確認されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
リード配線やリード配線保護の為のパッシベーション膜の開口部パターニングにおいてオーバーエッチングが発生した場合、下部電極のテーパー部の層間絶縁膜が部分的になくなってしまうことがある。
下部電極テーパー上の層間絶縁膜がなくなった箇所では、その後の工程において下電極金属の腐食が発生し、下部電極膜の界面に膜浮き（下部電極膜の剥離）が発生する。また、層間絶縁膜にわずかなピンホールが生じた場合も同様に、下電極膜の界面で微小な膜浮き（膜剥がれ）が発生する。
【００１１】
薄膜ピエゾアクチュエータの製造においては、工程管理やコスト低減のため、工程内で非破壊での測定や検査が行われる。例えば、特許文献１の液滴吐出ヘッドは、振動板測定用モニタ部を備え、工程内で容易に振動板幅を観察、測定できることが開示されている。
【００１２】
しかしながら、上述のような下部電極膜の界面での微小な膜浮きを非破壊で検知することは困難である。また下部電極の膜浮きが判明するのは長期の駆動後であることが多く、早期の検知は困難であった。そのため、工程へのフィードバックが遅くなり、歩留まりの低下、コストアップの要因になるという問題があった。
【００１３】
そこで、本発明は上記課題を鑑み、圧電素子を構成する下部電極の膜浮きの有無を、製造工程内で容易に精度よく観察、検出可能な液滴吐出ヘッド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】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、複数のノズル孔が形成されたノズル基板と、前記ノズル孔に連通する吐出室、該吐出室の一面を形成する振動板、及び前記振動板上の前記吐出室に対応する位置に設けられ、前記振動板側から下部電極、圧電材、上部電極の順に積層されてなる複数の圧電素子を備える液室基板と、前記圧電素子を設置保護する空間、及び前記吐出室に液滴を供給する共通液室が形成された保護基板と、を備え、前記圧電素子が、配列方向に長い帯状であって、前記下部電極が共通電極を構成する圧電アクチュエータビットと、前記圧電アクチュエータビットの配列方向端部に配置され、前記下部電極が個別にパターニングされてなる下部電極モニタ部と、を有することを特徴とする液滴吐出ヘッドである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の液滴吐出ヘッドによれば、圧電素子を構成する下部電極の膜浮きの有無を、製造工程内で容易に精度よく観察、検出可能な液滴吐出ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の液滴吐出ヘッドの一例を示す分解斜視図である。
【図２】本実施形態の液滴吐出ヘッドの一例を示す断面図である。
【図３】本実施形態の液滴吐出ヘッドの製造工程の一例を示す説明図である。
【図４】本実施形態の液滴吐出ヘッドの製造工程の一例を示す説明図である。
【図５】本実施形態の液滴吐出ヘッドの一例を示す平面配置図である。
【図６】従来の液滴吐出ヘッドの一例を示す平面配置図である。
【図７】本実施形態のインクカートリッジの一実施態様を示す斜視図である。
【図８】本実施形態のインクジェット記録装置の一例の斜視説明図である。
【図９】本実施形態のインクジェット記録装置の一例の機構部分の側面説明図である。
【図１０】本実施形態のマイクロポンプの一例の要部を示す断面図である。
【図１１】下部電極テーパー部の層間絶縁膜の膜厚の例を示す電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る液滴吐出ヘッド及びインクジェット記録装置について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【００１８】
〔液滴吐出ヘッド〕
まず、図１、図２及び図５を参照して、本実施形態にかかる液滴吐出ヘッドの詳細を説明する。
図１は、液滴吐出ヘッドの分解斜視図である。図２（Ａ）は、図１におけるＸ１−Ｘ２の断面図、図２（Ｂ）は図１におけるＹ１−Ｙ２の断面図である。図５は、図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）の基板を透視状態とした場合の平面配置図である。
【００１９】
図１、図２及び図５に示すように、本実施形態の液滴吐出ヘッドは、複数のノズル孔２０が形成されたノズル基板２と、ノズル孔２０に連通する吐出室１４、吐出室１４の一面を形成する振動板２５、及び振動板２５上の吐出室１４に対応する位置に設けられ、振動板２５側から下部電極８、圧電材９、上部電極１０の順に積層されてなる複数の圧電素子（圧電アクチュエータ）２６を備える液室基板１と、圧電素子２６を設置保護する空間、及び吐出室１４に液滴を供給する共通液室１８が形成された保護基板３とを備える。
そして、図５に示すように、圧電素子２６は、配列方向に長い帯状であって下部電極８が共通電極を構成する圧電アクチュエータビット４１と、圧電アクチュエータビット４１の配列方向端部に配置され、下部電極８が個別にパターニングされてなる下部電極モニタ部４０と、を有する。
【００２０】
圧電素子２６は、上部電極１０と個別に導通し駆動信号を入力するリード配線（リード配線層）２１と、リード配線層２１と下部電極８を絶縁分離する層間絶縁膜１１を備え、下部電極モニタ部４０において、下部電極８と層間絶縁膜１１との境界面の剥離の有無が観察される。
本実施形態の液滴吐出ヘッドでは、下部電極モニタ部４０を観察することにより、圧電アクチュエータビット４１の下部電極８の膜浮きの有無を容易に精度よく検出することができる。
【００２１】
圧電アクチュエータビット４１の端部に、圧電アクチュエータビット４１と断面形状において同等または類似形状の下部電極モニタ部４０を配置することで、図６に示す従来の圧電アクチュエータ（下部電極８が圧電素子全体の共通電極として形成されている態様）とは異なり、圧電アクチュエータビット４１の下部電極８の膜浮きの有無を非破壊でモニタリングすることができる。
【００２２】
圧電アクチュエータビット４１端部では、リード配線２１やリード配線保護のためのパッシベーション膜１２の開口部パターニング・エッチングの際に、層間絶縁膜１１の膜厚が薄くなるため、ピンホール等が生じやすくなる。また下部電極８のテーパー部の層間絶縁膜１１の厚さは、リード配線２１のパターニング後に特に薄くなっていることが観察される（図１１参照）。
下部電極モニタ部４０では、下部電極８が個別にパターニングされてテーパー部が形成されているため、下部電極８が共通電極を構成する圧電アクチュエータビット４１よりも膜浮きしやすいパターンとなっている。そのため、下部電極モニタ部４０を観察することにより、下部電極モニタ部４０の下部電極８の状態に基づき、圧電アクチュエータビット４１における膜浮きの有無を精度良く判定することができる。
【００２３】
図１では、サイドシューター方式の液滴吐出ヘッドを示しているが、これに限定されない。
図１に示すように、本実施形態の液滴吐出ヘッドは、ノズル孔２０を有するノズル基板２と、吐出室１４、振動板２５及び圧電素子２６を形成した液室基板１と、圧電素子２６の保護空間を配した保護基板３と、からなる３枚の基板を積層した構造となっている。
【００２４】
図１（Ｂ）に示す液室基板１は、シリコン基板６上にパイロ酸化、ＬＰＣＶＤ法等により薄膜を形成することにより振動板（振動板層）２５が形成され、その上に下部電極８となるＴｉＯ２膜及びＰｔ膜、圧電材（圧電材層）９、上部電極１０となるＰｔ膜の多層構成からなるアクチュエータが、シリコンをエッチングすることにより形成された吐出室１４に対向する領域に形成されている。
【００２５】
図１（Ａ）に示すノズル基板２は、ニッケル高速電鋳法を用いて厚さ３０ミクロンに形成したニッケル基板であり、液室基板１の吐出室１４と連通するようにノズル孔２０が形成されている。
【００２６】
図１（Ｃ）に示す保護基板３は、圧電素子２６の保護及び変位を妨げない為の空間２２、及び液室基板１の隔壁４を支える柱２３が形成されている。柱２３により隔壁４の剛性が高められる。
【００２７】
液滴吐出ヘッドの動作について、図２を参照して説明する。
まず、共通液室１８から個別インク供給孔２４を経由して各吐出室１４内にインクが供給される。吐出室１４がインクにより満たされた状態で、圧電素子２６の上部電極１０及び下部電極８間に電圧を印加すると、圧電素子２６が収縮し、圧電素子２６と密着している振動板２５全体が吐出室１４側に凸形状に変形する。
変形により吐出室１４の体積が減少し、吐出室１４内の圧力が急激に上昇することにより、ノズル孔２０よりインク液滴５０が記録紙Ｐに向けて吐出される。すなわち、パルス電圧を連続的に印加することにより、インク液滴５０を連続的に吐出することが出来る。
【００２８】
次に、本実施形態の液滴吐出ヘッドの製造工程について、図３及び図４を参照して説明する。図３及び図４では、シリコンからなる基板に振動板の材料及び圧電素子の材料を成膜していくことでアクチュエータを作成する例を示している。
まず、図３の工程Ａに示すように、厚み４００μｍの＜１００＞シリコン基板１ａの表面にパイロ（Ｗｅｔ）酸化法によりシリコン酸化膜５を０．６μｍ成膜し、更にＬＰＣＶＤ法によりポリシリコン膜６を０．６μｍ成膜する。
【００２９】
次に、図３の工程Ｂに示すように、ＬＰＣＶＤ法によりシリコン窒化膜１３を０．３μｍ成膜し、リソエッチ法を用いて個別インク供給孔２４となる部分のポリシリコン膜６及びシリコン窒化膜１３を除去する。その後、ＬＰＣＶＤ法によりシリコン酸化膜（高温酸化膜、ＨＴＯ膜）７を０．６μｍ成膜し、これらの積層膜を振動板（振動板層）２５とする。
【００３０】
次に、図３の工程Ｃに示すように、圧電素子の下部電極８となるＴｉ及びＰｔを、Ｔｉ層が０．０２μｍ、Ｐｔ層が０．１μｍとなるようにそれぞれスパッタ法により成膜する。その後、圧電材の前駆体をスピンコート法により塗布、焼成し、ソルゲル法により圧電材（圧電材層）９を２μｍ成膜する。
圧電材９は、焼成時の膜の体積収縮により圧電膜内部に残留応力が発生するとクラックを引き起こす原因となるため、塗布・焼成は０．０５μｍの膜厚を繰り返し積層することが好ましい。具体的には、ゾルゲル液をスピンコート後、ランプアニールにより７００度まで急速昇温させ、ペロブスカイト構造の結晶化を行う。
成膜された圧電材９上に、上部電極１０を０．１μｍ成膜する。
【００３１】
次に、図３の工程Ｄに示すように、リソエッチ法により上部電極１０及び圧電材層９をパターニングする。さらに、リソエッチ法により下部電極８のパターニングを行なう。
従来の実施形態において、下部電極パターンは共通電極でありパターニングされていないが、本実施形態では、圧電アクチュエータビット４１の端部に下部電極モニタ部４０を設けるために個別パターニングされる。
【００３２】
さらにリソエッチ法により個別インク供給孔２４となる部分のシリコン酸化膜５及び７を除去しておく。その後、下部電極８及び上部電極１０とリード配線層２１を絶縁分離する為の層間絶縁膜１１を成膜し、リード配線接続コンタクトホール１６（図５参照）をリソエッチにより形成する。
【００３３】
その後、図３の工程Ｅに示すように、アルミ膜をスパッタ法により３μｍの厚みに成膜し、リソエッチ法、ドライエッチングによりリード配線２１を形成する。さらにリード配線２１を保護する為のパッシベーション膜１２を成膜し、リソエッチ法、ドライエッチングによりパターニングする。
層間絶縁膜１１は、水分の透過・吸収が少なく電気的絶縁性に優れた材料からなることが好ましい。本実施形態の層間絶縁膜１１は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）からなる４０〜７０ｎｍ程度の厚みの膜とした。
【００３４】
次に、図４の工程Ｆに示すように、シリコン基板４ａのアクチュエータが形成されたのと反対面にＩＣＰドライエッチングにより吐出室１４、流体抵抗部１５及び個別インク供給孔２４となる凹部が形成され、液室基板１が完成する。
【００３５】
続いて、図４の工程Ｇに示すように、スルファミン酸浴での高速電鋳法により製作したノズル基板２を、液室基板１の吐出室１４側に接着する。
最後に、図４の工程Ｈに示すように、シリコン基板にリソエッチ法で凹部である空間２２を形成して製作した保護基板３を基板１の圧電素子面に接着し、上部電極１０及び下部電極８の配線部を駆動回路に接続することにより、本実施形態の液滴吐出ヘッドが完成する。
【００３６】
〔インクカートリッジ〕
本実施形態のインクカートリッジは、前記液滴吐出ヘッド、及び前記液滴吐出ヘッドと一体化され、前記液滴吐出ヘッドにインクを供給するためのインクタンクを備える。
本実施形態のインクカートリッジを図７に示す。
図７に示すように、インクカートリッジ９５は、ノズル孔２０等を有する本実施形態の液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッド６１と、このインクジェットヘッド６１に対してインクを供給するインクタンク６２とを一体化したものである。
インクタンク一体型の液滴吐出ヘッドとすることによるヘッドの低コスト化、信頼性向上は、ただちにインクカートリッジ全体の低コスト化、信頼性向上につながり、製造不良の低減を実現することができる。
【００３７】
〔インクジェット記録装置〕
次に、本発明に係るインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置の一例について図８及び図９を参照して説明する。なお、図８は斜視説明図、図７は機構部の側面説明図である。
【００３８】
このインクジェット記録装置は、記録装置本体８１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載した本発明を実施したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部８２等を収納し、装置本体８１の下方部には前方側から多数枚の用紙８３を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい。）８４を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙８３を手差しで給紙するための手差しトレイ８５を開倒することができ、給紙カセット８４或いは手差しトレイ８５から給送される用紙８３を取り込み、印字機構部８２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８６に排紙する。
【００３９】
印字機構部８２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９１と従ガイドロッド９２とでキャリッジ９３を主走査方向に摺動自在に保持し、このキャリッジ９３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本発明に係るインクジェットヘッドからなるヘッド９４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９３にはヘッド９４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９５を交換可能に装着している。
【００４０】
インクカートリッジ９５は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッドへインクを供給する供給口を、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インクジェット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、記録ヘッドとしてここでは各色のヘッド９４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個のヘッドでもよい。
【００４１】
ここで、キャリッジ９３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド９１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９２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ９３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ９７で回転駆動される駆動プーリ９８と従動プーリ９９との間にタイミングベルト１００を張装し、このタイミングベルト１００をキャリッジ９３に固定しており、主走査モータ９７の正逆回転によりキャリッジ９３が往復駆動される。
【００４２】
一方、給紙カセット８４にセットした用紙８３をヘッド９４の下方側に搬送するために、給紙カセット８４から用紙８３を分離給装する給紙ローラ１０１及びフリクションパッド１０２と、用紙８３を案内するガイド部材１０３と、給紙された用紙８３を反転させて搬送する搬送ローラ１０４と、この搬送ローラ１０４の周面に押し付けられる搬送コロ１０５及び搬送ローラ１０４からの用紙８３の送り出し角度を規定する先端コロ１０６とを設けている。搬送ローラ１０４は副走査モータ１０７によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００４３】
そして、キャリッジ９３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１０４から送り出された用紙８３を記録ヘッド９４の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材１０９を設けている。この印写受け部材１０９の用紙搬送方向下流側には、用紙８３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１１１、拍車１１２を設け、さらに用紙８３を排紙トレイ８６に送り出す排紙ローラ１１３及び拍車１１４と、排紙経路を形成するガイド部材１１５，１１６とを配設している。
【００４４】
記録時には、キャリッジ９３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド９４を駆動することにより、停止している用紙８３にインクを吐出して１行分を記録し、用紙８３を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙８３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用紙８３を排紙する。
【００４５】
また、キャリッジ９３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、ヘッド９４の吐出不良を回復するための回復装置１１７を配置している。回復装置１１７はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ９３は印字待機中にはこの回復装置１１７側に移動されてキャッピング手段でヘッド９４をキャッピングされ、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。
【００４６】
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でヘッド９４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し、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（不図示）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。
【００４７】
〔マイクロポンプ〕
本実施形態のマイクロポンプとその動作原理を図１０に基づき説明する。
本実施形態のマイクロポンプは、上述の本実施形態の液滴吐出ヘッドを応用したものであり、保護基板３ａ、液室基板１ａ、及び蓋部３０が積層されてなり、蓋部３０と振動板３５により構成された液体の流路３３を備え、圧電素子３６によって流路３３の一面を形成する振動板３５を変形させて流路３３内の液体を輸送するものである。
【００４８】
図１０に示すように、本実施形態のマイクロポンプは、圧電素子３６が設けられた複数の振動板３５を備え、流路３３の中を流体が流れる構造となっている。
振動板３５は本実施形態の液滴吐出ヘッドにおける振動板２５と同様に、複数の絶縁膜による積層構造になっている。
圧電素子３６は、図２に示した圧電素子２６と同様、振動板３５側から下部電極、圧電材、上部電極の順に積層されてなり、配列方向に長い帯状であって、前記下部電極が共通電極を構成する圧電アクチュエータビットと、前記圧電アクチュエータビットの配列方向端部に配置され、前記下部電極が個別にパターニングされてなる下部電極モニタ部と、を有する。
【００４９】
振動板３５を図の右側から順次駆動することによって、流路３３内の流体は矢印方向への流れが生じ、流体の輸送が可能となる。
なお、振動板３５は一つでも良く、また輸送効率を上げるために弁などの補助部材を設けても良い。
【００５０】
本実施形態の液滴吐出ヘッドの応用例としてマイクロポンプを挙げたが、これに限定されず、例えば、光学デバイス、マイクロアクチュエータなどが挙げられる。
上述のように、下部電極が共通電極を構成する圧電アクチュエータビットと、圧電アクチュエータビットの配列方向端部に下部電極が個別にパターニングされてなる下部電極モニタ部とを有する圧電素子を適用することにより、圧電素子における下部電極の膜浮きの有無を、製造工程内で容易に精度よく観察、検出することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１    液室基板
２    ノズル基板
３    保護基板
４    隔壁
８    下部電極
９    圧電材（圧電材層、ＰＺＴ）
１０    上部電極
１１    層間絶縁膜
１２    パッシベーション膜
１４    吐出室
１５    流体抵抗
１８    共通液室
２０    ノズル孔
２１    リード配線（リード配線層）
２５    振動板（振動板層）
２６    圧電素子（圧電アクチュエータ）
３３    流路
３５    圧電素子
３６    振動板
４０    下部電極モニタ部
４１    圧電アクチュエータビット
６２    インクタンク
９５    インクカートリッジ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５２】
【特許文献１】特開２０１２−１９６８２９号公報
【図７】
2016016648.tif 000003
【図８】
2016016648.tif 000004
【図９】
2016016648.tif 000005
【図１】
2016016648.tif 000006
【図２】
2016016648.tif 000007
【図３】
2016016648.tif 000008
【図４】
2016016648.tif 000009
【図５】
2016016648.tif 000010
【図６】
2016016648.tif 000011
【図１０】
2016016648.tif 000012
【図１１】
2016016648.tif 000013