(57)【要約】【課題】  駆動素子の繰返し応力によるクラックを抑制でき、各駆動素子の信頼性を向上することができるインクジェットヘッドおよびインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】  基材と、振動板と、駆動素子とを具備する。駆動素子は、振動板の第２の面にある第１の電極と、第１の電極に対向する第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に介在する圧電体と、を有する。また、振動板の第２の面と、駆動素子と、を覆う配線間絶縁膜と、配線間絶縁膜の上にある引出電極とをさらに具備する。配線間絶縁膜は、第２の電極の一部を露出させ、第２の電極と引出電極とを接続させるコンタクト部を有する。コンタクト部は、基材における圧力室の周壁の中実部と対応する位置に配置した。【選択図】図３Ｂ
2017196800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを収容する圧力室を有する基材と、
前記圧力室を塞ぐ第１の面と、前記第１の面の反対側にある第２の面と、を有する振動板と、
前記振動板の前記第２の面にあって、電圧が印加されたときに前記振動板を変形させることで前記圧力室の容積を変化させ、インクをノズルから吐出させる駆動素子とを具備し、
前記駆動素子は、
前記振動板の前記第２の面にある第１の電極と、
前記第１の電極に対向する第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に介在する圧電体と、を有し、
前記振動板の前記第２の面と、前記駆動素子と、を覆う配線間絶縁膜と、
前記配線間絶縁膜の上にある引出電極とをさらに具備し、
前記配線間絶縁膜は、前記第２の電極の一部を露出させ、前記第２の電極と前記引出電極とを接続させるコンタクト部を有し、
前記コンタクト部は、前記基材における前記圧力室の周壁の中実部と対応する位置に配置したことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記駆動素子は、前記圧力室の周壁の外周よりも内側に形成され、
前記第２の電極は、前記圧力室の周壁の外周よりも外側に延伸される延伸部を有し、
前記コンタクト部は、前記第２の電極の前記延伸部と対応する位置に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記基材は、貫通孔によって前記圧力室が形成され、
前記中実部は、前記圧力室の周壁部分によって形成され、
前記第２の電極の前記延伸部は、前記中実部に形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記駆動素子は、前記基材の板材の表面側の第１の面に配置し、
前記ノズルは、前記基材の板材の裏面側の第２の面に配し、
前記駆動素子に設けられた前記第２の電極と前記引出電極とを接続させるコンタクト部は、前記基材における前記圧力室の周壁の中実部と対応する位置に配置したことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のインクジェットヘッドを有するインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インクジェットヘッドおよびインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるオンデマンド型インクジェット記録方式は、画像信号に従ってノズルからインク滴を吐出し、記録紙上にインク滴による画像を形成するものである。オンデマンド型インクジェット記録方式は、発熱素子型と圧電素子型とを含む。
【０００３】
発熱素子型では、インクの流路にある発熱体が、インク中に気泡を発生させる。気泡によって押されたインク滴が、ノズルから吐出される。一方、圧電素子型では、圧電素子（ピエゾ素子）が変形することで、インク室に収容されたインクに圧力変化を生じさせる。これにより、加圧されたインク滴が、ノズルから吐出される。
【０００４】
圧電素子型の一例としてのインクジェットヘッドは、インクを加圧する駆動素子（圧電素子、アクチュエータ）を有する。当該駆動素子は、例えば、圧電膜と、前記圧電膜の両面に形成された金属電極膜と、を有する。
【０００５】
上記インクジェットヘッドは、インクを収容する圧力室を有する。圧力室の一方の端部に、上記駆動素子が取り付けられた振動板がある。圧力室の他方の端部に、ノズルを有するノズルプレートがある。
【０００６】
二つの前記電極膜に駆動波形（電圧）が印加されると、当該電極膜を介して分極の方向と同方向の電界が圧電膜に印加される。これにより、駆動素子は電界方向と直交する方向に伸縮する。この伸縮を利用して振動板が変形する。振動板が変形することで圧力室内のインクに圧力変化が発生し、ノズルからインク滴が吐出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−５６９３９号公報
【特許文献２】特許第５７２４２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来構成のインクジェットヘッドの構造では、駆動素子に電圧を印加するための外部素子との接続端子が接触する部分は、駆動素子を挟んで圧力室と対向して配置されていた。このような構成では、駆動素子を長期間駆動させることによって接続端子との接触部には、繰返し応力が加えられる。そのため、駆動素子を長期間駆動させるにつれて、駆動部を形成する膜にクラックが生じる可能性がある。そして、このクラック部に電流が集中することで絶縁破壊を起こし、接続端子との接触部が接続不良となる可能性がある。したがって、外部素子との接続端子が接触する部分が、駆動素子を挟んで圧力室と対向した配置では、応力に対して弱い構造となり、接続端子との接触部において各駆動素子の信頼性低下を引き起こしていた。
【０００９】
本実施形態は、駆動素子の繰返し応力によるクラックを抑制でき、各駆動素子の信頼性を向上することができるインクジェットヘッドおよびインクジェット記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一つの実施の形態に係るインクジェットヘッドは、基材と、振動板と、駆動素子とを具備する。基材は、インクを収容する圧力室を有する。振動板は、前記圧力室を塞ぐ第１の面と、前記第１の面の反対側にある第２の面と、を有する。駆動素子は、前記振動板の前記第２の面にあって、電圧が印加されたときに前記振動板を変形させることで前記圧力室の容積を変化させ、インクをノズルから吐出させる。さらに、前記駆動素子は、前記振動板の前記第２の面にある第１の電極と、前記第１の電極に対向する第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に介在する圧電体と、を有する。また、前記振動板の前記第２の面と、前記駆動素子と、を覆う配線間絶縁膜と、前記配線間絶縁膜の上にある引出電極とをさらに具備する。前記配線間絶縁膜は、前記第２の電極の一部を露出させ、前記第２の電極と前記引出電極とを接続させるコンタクト部を有する。前記コンタクト部は、前記基材における前記圧力室の周壁の中実部と対応する位置に配置した。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るインクジェットプリンタを示す断面図である。
【図２】図２は、第１の実施形態のインクジェットヘッドの要部構成を示す平面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図２のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ線断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図２のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線断面図である。
【図４】図４は、第１の実施形態のインクジェットヘッドの製造工程を示し、（Ａ）は、シリコンウエハの表面の全域に振動板および基板上絶縁膜の酸化膜を成膜した状態を示す断面図、（Ｂ）は、振動板および基板上絶縁膜に下部電極と圧電膜と上部電極とを順次積層させた状態を示す断面図、（Ｃ）は、下部電極と圧電膜と上部電極をパターニングした状態を示す断面図である。
【図５】図５（Ａ）は、振動板、基板上絶縁膜、駆動素子の上に配線間絶縁膜を成膜した状態を示す断面図、（Ｂ）は、配線間絶縁膜をパターニングした状態を示す断面図、（Ｃ）は、引出電極を成膜した状態を示す断面図である。
【図６】図６（Ａ）は、振動板、基板上絶縁膜、配線間絶縁膜、引出電極の上に、保護膜を形成した状態を示す断面図、（Ｂ）は、保護膜をパターニングすることによってノズルを形成した状態を示す断面図、（Ｃ）は、保護膜上に撥インク膜を形成した状態を示す断面図である。
【図７】図７は、第１の実施形態のインクジェットヘッドの一部を示す断面図である。
【図８】図８は、第２の実施形態のインクジェットヘッドの一部を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、第１の実施の形態について、図１から図７を参照して説明する。なお、複数の表現が可能な各要素に、一つ以上の他の表現の例を付すことがある。しかし、これは、他の表現が付されていない要素について異なる表現がされることを否定するものではないし、例示されていない他の表現がされることを制限するものでもない。また、各図面は実施形態を概略的に示すものであり、図面に示される各要素の寸法は、実施形態の説明と異なることがある。
【００１３】
図１は、第１の実施の形態に係るインクジェットプリンタ１を示す断面図である。インクジェットプリンタ１は、インクジェット記録装置の一例である。なお、インクジェット記録装置はこれに限らず、複写機のような他の装置であっても良い。
【００１４】
図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、例えば、記録媒体である記録紙Ｐを搬送しながら画像形成等の各種処理を行う。インクジェットプリンタ１は、筐体１０と、給紙カセット１１と、排紙トレイ１２と、保持ローラ（ドラム）１３と、搬送装置１４と、保持装置１５と、画像形成装置１６と、除電剥離装置１７と、反転装置１８と、クリーニング装置１９とを備える。
【００１５】
給紙カセット１１は、複数の記録紙Ｐを収容して、筐体１０内に配置される。排紙トレイ１２は、筐体１０の上部にある。インクジェットプリンタ１によって画像形成がされた記録紙Ｐは、排紙トレイ１２に排出される。
【００１６】
搬送装置１４は、記録紙Ｐが搬送される経路に沿って配置された複数のガイドおよび複数の搬送ローラを有する。当該搬送ローラは、モータによって駆動されて回転することで、記録紙Ｐを給紙カセット１１から排紙トレイ１２まで搬送する。
【００１７】
保持ローラ１３は、導体によって形成された円筒状のフレームと、当該フレームの表面に形成された薄い絶縁層とを有する。前記フレームは接地（グランド接続）される。保持ローラ１３は、その表面上に記録紙Ｐを保持した状態で回転することにより、記録紙Ｐを搬送する。
【００１８】
保持装置１５は、搬送装置１４によって給紙カセット１１から搬出された記録紙Ｐを、保持ローラ１３の表面（外周面）に吸着させて保持させる。保持装置１５は、記録紙Ｐを保持ローラ１３に対して押圧した後、帯電による静電気力で記録紙Ｐを保持ローラ１３に吸着させる。
【００１９】
画像形成装置１６は、保持装置１５によって保持ローラ１３の外面に保持された記録紙Ｐに、画像を形成する。画像形成装置１６は、保持ローラ１３の表面に面する複数のインクジェットヘッド２１を有する。複数のインクジェットヘッド２１は、例えば、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの四色のインクを、それぞれ記録紙Ｐに吐出することで、画像を形成する。
【００２０】
除電剥離装置１７は、画像が形成された記録紙Ｐを、除電することで、保持ローラ１３から剥離する。除電剥離装置１７は、電荷を供給して記録紙Ｐを除電し、記録紙Ｐと保持ローラ１３との間に爪を挿入する。これにより、記録紙Ｐは保持ローラ１３から剥離される。保持ローラ１３から剥離された記録紙Ｐは、搬送装置１４によって、排紙トレイ１２または反転装置１８に搬送される。
【００２１】
クリーニング装置１９は、保持ローラ１３を洗浄する。クリーニング装置１９は、保持ローラ１３の回転方向において除電剥離装置１７よりも下流にある。クリーニング装置１９は、回転する保持ローラ１３の表面にクリーニング部材１９ａを当接させ、回転する保持ローラ１３の表面を洗浄する。
【００２２】
反転装置１８は、保持ローラ１３から剥離された記録紙Ｐの表裏面を反転させ、当該記録紙Ｐを再び保持ローラ１３の表面上に供給する。反転装置１８は、例えば記録紙Ｐを前後方向逆にスイッチバックさせる所定の反転経路に沿って記録紙Ｐを搬送することにより、記録紙Ｐを反転させる。
【００２３】
図２は、インクジェットヘッド２１の要部構成を示す平面図である。図３Ａは、図２のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ線に沿って切断したインクジェットヘッド２１の一部を示す断面図、図３Ｂは、図２のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿って切断したインクジェットヘッド２１の一部を示す断面図である。なお、図２は、説明のために、本来は隠れる種々の要素を実線で示す。
【００２４】
インクジェットプリンタ１は、複数のインクジェットヘッド２１に接続される複数のインクタンク（図示せず）および複数の制御部（図示せず）を備える。インクジェットヘッド２１は、対応する色のインクを収容するインクタンクに接続される。
【００２５】
インクジェットヘッド２１は、保持ローラ１３に保持された記録紙Ｐに、インク滴を吐出することで文字や画像を形成する。インクジェットヘッド２１は、ノズルプレート１００と、圧力室構造体１２０と、インク流路構造体４００とを備える。圧力室構造体１２０は、基材の一例である。
【００２６】
ノズルプレート１００は、矩形の板状に形成される。ノズルプレート１００は、圧力室構造体１２０の上に、一体構造として形成される。ノズルプレート１００は、複数のノズル（オリフィス、インク吐出孔）１０９と、複数の駆動素子（圧電素子、アクチュエータ）１１３と、を有する。駆動素子１１３は、下部電極（第１の電極）１０３と、圧電膜（圧電体）１０４と、上部電極（第２の電極）１０５とから構成される。
【００２７】
複数のノズル１０９は、円形の孔である。ノズル１０９の直径は、例えば２０μｍである。ノズル１０９は、ノズルプレート１００に複数列に並んで配置され、複数の駆動素子１１３が高密度に配置される。
【００２８】
圧力室構造体１２０は、シリコンウエハによって、矩形の板状に形成される。なお、圧力室構造体１２０はこれに限らず、例えば、炭化シリコン（ＳｉＣ）やゲルマニウム基板のような他の半導体であっても良い。また、基材はこれに限らず、セラミックス、ガラス、石英、樹脂、または金属のような他の材料によって形成されても良い。利用されるセラミックスは、例えば、アルミナセラミックス、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、またはチタン酸バリウムのような窒化物、炭化物、または酸化物である。利用される樹脂は、例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、またはポリエーテルサルフォンのようなプラスチック材である。利用される金属は、例えばアルミまたはチタンである。圧力室構造体１２０の厚さは、例えば７２５μｍである。圧力室構造体１２０の厚さは、例えば、１００〜７７５μｍの範囲にある。
【００２９】
圧力室構造体１２０は、複数の圧力室（インク室）１２１を有する。図２に示すように圧力室１２１は円形の孔である。圧力室１２１の直径は、例えば、１９０μｍである。なお、圧力室１２１の形状はこれに限らない。圧力室１２１は、圧力室構造体１２０をその厚さ方向に貫通する。
【００３０】
複数の圧力室１２１は、複数のノズル１０９に対応して配置される。このため、圧力室１２１に、対応するノズル１０９が連通する。圧力室１２１は、ノズル１０９を介してインクジェットヘッド２１の外部につながる。
【００３１】
インク流路構造体４００は、例えばステンレスによって矩形の板状に形成される。なお、インク流路構造体４００の材料は、ステンレスに限らない。例えば、セラミックスまたは樹脂のような他の材料によって形成されても良い。使用されるセラミックスは、例えば、アルミナセラミックス、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素のような窒化物、炭化物、または酸化物である。使用される樹脂は、例えば、ＡＢＳ、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、またはポリエーテルサルフォンのようなプラスチック材である。インク流路構造体４００の材料は、インクを吐出するための圧力の発生に影響が生じないように、ノズルプレート１００との膨張係数の差を考慮して選択される。
【００３２】
インク流路構造体４００は、例えばエポキシ系接着剤によって、圧力室構造体１２０に接着される。インク流路構造体４００は、インク流路４０１と、図示しないインク供給口と、インク排出口とを有する。
【００３３】
インク流路４０１は、インク流路構造体４００の表面に形成された溝である。インク供給口は、インク流路の一方の端部に開口する。インク供給口は、例えばチューブを介してインクタンクに接続される。インクタンクは、インク流路４０１を介して複数の圧力室１２１に接続される。
【００３４】
インクタンクのインクは、インク供給口を通って、インク流路４０１に流入する。インク流路４０１に供給されたインクは、複数の圧力室１２１に供給される。圧力室１２１に充填されたインクは、圧力室１２１に開口するノズル１０９内にも流入する。インクジェットプリンタ１は、インクの圧力を適切な負圧に保つことで、インクをノズル１０９内に留める。インクは、ノズル１０９内にメニスカスを生じさせるとともに、ノズル１０９から漏れ出さないように維持される。
【００３５】
次に、ノズルプレート１００について詳しく説明する。図２および図３Ａ、３Ｂに示すように、ノズルプレート１００は、上述のノズル１０９および振動板１０１と、基板上絶縁膜１０２と、下部電極１０３と、圧電膜１０４と、上部電極１０５と、配線間絶縁膜１０６と、保護膜１１０と、撥インク膜１１１とを有する。配線間絶縁膜１０６および保護膜１１０は、絶縁部の一例である。
【００３６】
振動板１０１および基板上絶縁膜１０２は、例えば、圧力室構造体１２０に成膜されたＳｉＯ２（二酸化ケイ素）によって、矩形の板状に形成される。言い換えると、振動板１０１および基板上絶縁膜１０２は、シリコンウエハである圧力室構造体１２０の酸化膜である。振動板１０１および基板上絶縁膜１０２は、単結晶Ｓｉ（ケイ素）、Ａｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）、ＨｆＯ２（酸化ハフニウム）、ＺｒＯ２（酸化ジルコニウム）、またはＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）のような他の材料によって形成されても良い。振動板１０１および基板上絶縁膜１０２の厚さは、例えば４μｍである。振動板１０１および基板上絶縁膜１０２の厚さは、概ね１〜５０μｍの範囲にある。振動板１０１および基板上絶縁膜１０２は同一の膜から構成され、存在領域によって名称の区別を行っている。言い換えると、圧力室１２１に接する領域が振動板１０１、圧力室構造体１２０に接する領域が基板上絶縁膜１０２である。
【００３７】
振動板１０１は、第１の面１０１ａと、第２の面１０１ｂとを有する。第１の面１０１ａは、複数の圧力室１２１を塞ぐ。第２の面１０１ｂは、第１の面１０１ａの反対側に位置する。
【００３８】
基板上絶縁膜１０２は、第１の面１０２ａと、第２の面１０２ｂとを有する。第１の面１０２ａは、圧力室構造体１２０に固着する。第２の面１０２ｂは、第１の面１０２ａの反対側に位置する。
【００３９】
下部電極１０３は、振動板１０１の第２の面１０１ｂおよび基板上絶縁膜１０２の第２の面１０２ｂに形成される。下部電極１０３は、例えば、Ｐｔ（白金）およびＡｌ（アルミニウム）の薄膜である。
【００４０】
上部電極１０５は、下部電極１０３の一部と上部電極１０５で圧電膜１０４を挟み込むように形成される。上部電極１０５は、例えば、Ｔｉ（チタン）およびＰｔの薄膜である。なお、下部電極１０３および上部電極１０５は、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）、Ｔｉ（チタン）、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ａｕ(金)のような他の材料によって形成されても良い。
【００４１】
下部電極１０３および上部電極１０５の厚さは、例えば０．５μｍである。下部電極１０３および上部電極１０５の膜厚は、概ね０．０１〜１μｍの範囲にある。
【００４２】
図２および図３Ａ，３Ｂに示すように、駆動素子１１３は、下部電極１０３の部分と、圧電膜１０４と、上部電極１０５の部分とを順次積層させた積層体からなる。下部電極１０３の部分と、上部電極１０５の部分との間に圧電膜１０４が介在する。上部電極１０５は、配線間絶縁膜１０６に接する。駆動素子１１３は、対応するノズル１０９からインク滴を吐出させるための圧力を、対応する圧力室１２１のインクに発生させる。
【００４３】
下部電極１０３における圧電膜１０４と接する電極部１０３ａは、振動板１０１の第２の面１０１ｂの上にある。下部電極１０３の電極部１０３ａは、ノズル１０９を囲む円環状に形成され、かつノズル１０９と同一軸上に位置する。さらに、下部電極１０３の電極部１０３ａの外径は、例えば１３３μｍである。下部電極１０３の電極部１０３ａの内径は、例えば３０μｍである。
【００４４】
また、図２に示すように下部電極１０３の電極部１０３ａのうち一部は、円環状の部分（電極部１０３ａ）から側方に直線状に延伸され、基板上絶縁膜１０２上に個別電極部である直線状の延伸部１０３ｂが形成されている。図３Ｂに示すようにこの延伸部１０３ｂは、振動板１０１の上から基板上絶縁膜１０２側に延出し、基板上絶縁膜１０２の上にも形成される。
【００４５】
図２および図３Ａ，３Ｂに示すように、圧電膜１０４は、ノズル１０９を囲むとともに、下部電極１０３の電極部１０３ａと大よそ同じ大きさの円環状に形成される。圧電膜１０４は、下部電極１０３の電極部１０３ａよりも僅かに小さく形成されるが、下部電極１０３の電極部１０３ａより大きくても良い。圧電膜１０４は、ノズル１０９と同一軸上に位置する。圧電膜１０４は、下部電極１０３の電極部１０３ａを覆う。さらに、圧電膜１０４の一部は、円環状の部分から延伸され、基板上絶縁膜１０２上に形成された下部電極１０３の延伸部１０３ｂ上にも配置される。
【００４６】
圧電膜１０４は、圧電性材料であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の膜である。なお、圧電膜１０４はこれに限らず、例えば、ＰＴＯ（ＰｂＴｉＯ３：チタン酸鉛）、ＰＭＮＴ（Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３）、ＰＺＮＴ（Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３）、ＺｎＯ、およびＡｌＮのような種々の圧電性材料によって形成されても良い。
【００４７】
圧電膜１０４の厚さは、例えば２μｍである。圧電膜１０４の厚さは、例えば、圧電特性および絶縁破壊電圧によって決定される。圧電膜１０４の厚さは、概ね０．１μｍから５μｍの範囲にある。
【００４８】
圧電膜１０４は、その厚み方向に分極を発生させる。当該分極の方向と同方向の電界を圧電膜１０４に印加すると、圧電膜１０４は、当該電界の方向と直交する方向に伸縮する。言い換えると、圧電膜１０４は、膜厚に対して直交する方向（面内方向）に収縮または伸長する。
【００４９】
なお、圧電膜１０４としてＰＺＴのような強誘電体を使用した場合は、分極方向と反対の電界を加えることにより分極反転を生じる。したがって、実質的に分極方向と同じ方向にのみ電界を印加することが可能であり、電界を加えることにより圧電膜１０４は膜厚方向に伸長し、膜厚に対して直交する方向（面内方向）に収縮する。
【００５０】
上部電極１０５は、ノズル１０９を囲むとともに、下部電極１０３の電極部１０３ａおよび圧電膜１０４と大よそ同じ大きさの円環状に形成される電極部１０５ａを有する。上部電極１０５は、圧電膜１０４よりも僅かに小さく形成されるが、圧電膜１０４より大きくても良い。電極部１０５ａは、ノズル１０９と同一軸上に位置する。上部電極１０５の電極部１０５ａのうち一部は、円環状の部分（電極部１０５ａ）から側方に直線状に延伸され、基板上絶縁膜１０２上に直線状の延伸部１０５ｂが形成されている。この延伸部１０５ｂは、振動板１０１の上から基板上絶縁膜１０２側に延出し、基板上絶縁膜１０２の上にも形成される。上部電極１０５は、圧電膜１０４を覆う。言い換えると、上部電極１０５は、圧電膜１０４の吐出側（インクジェットヘッド２１の外に向く側）に設けられる。
【００５１】
圧電膜１０４は、下部電極１０３の電極部１０３ａと、上部電極１０５の電極部１０５ａとの間、および下部電極１０３の延伸部１０３ｂと、上部電極１０５の延伸部１０５ｂとの間に介在する。言い換えると、圧電膜１０４に、下部電極１０３の電極部１０３ａおよび上部電極１０５の電極部１０５ａと、下部電極１０３の延伸部１０３ｂおよび上部電極１０５の延伸部１０５ｂとが重なる。上部電極１０５は、圧電膜１０４を介して下部電極１０３の電極部１０３ａおよび延伸部１０３ｂに対向する。
【００５２】
配線間絶縁膜１０６は、振動板１０１の第２の面１０１ｂと、駆動素子１１３の表面と、下部電極１０３における圧電膜１０４と接しない電極部と、を覆う。配線間絶縁膜１０６は、下部電極１０３の外部端子との接続部を露出させる複数の孔を有する。
【００５３】
配線間絶縁膜１０６は、例えば、ＳｉＯ２によって形成される。配線間絶縁膜１０６は、例えば、ＳｉＮ（窒化ケイ素）のような他の材料によって形成されても良い。配線間絶縁膜１０６は、振動板１０１の第２の面１０１ｂと、駆動素子１１３の表面と、下部電極１０３の延伸部１０３ｂと、の上において、おおよそ均一な厚さを有する。配線間絶縁膜１０６の厚さは１μｍである。配線間絶縁膜１０６の厚さは、大よそ０．１μｍから５μｍの範囲にある。なお、配線間絶縁膜１０６の厚さは、部分的に異なっても良い。
【００５４】
配線間絶縁膜１０６は、複数のコンタクトホール（コンタクト部）１０７を有する。図３Ｂに示すようにコンタクトホール１０７は、圧力室構造体１２０における圧力室１２１の周壁の中実部と対応する位置に配置されている。ここで、コンタクトホール１０７は、対応する駆動素子１１３の、基板上絶縁膜１０２が存在する領域上に設けられた上部電極１０５の一部を露出させるための孔である。コンタクトホール１０７は、例えば、直径２０μｍの円形に形成される。
【００５５】
図２および図３Ｂに示すように、上部電極１０５は、コンタクトホール１０７を介し、引出電極１０８と接続する。引出電極１０８は、配線間絶縁膜１０６上に設けられ、下部電極１０３と電気的に接続することを防いでいる。
【００５６】
保護膜１１０は、振動板１０１の第２の面１０１ｂ上にある。保護膜１１０は、例えば、東レ株式会社のフォトニース（登録商標）のような感光性ポリイミドによって形成される。すなわち、保護膜１１０は、配線間絶縁膜１０６と異なるとともに、絶縁性を有する材料によって形成される。保護膜１１０はこれに限らず、樹脂またはセラミックスのような、他の絶縁性の材料によって形成されても良い。利用される樹脂は、例えば、他の種類のポリイミド、ＡＢＳ、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォンのようなプラスチック材である。利用されるセラミックスは、例えば、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、チタン酸バリウムなどの窒化物、または酸化物である。また、保護膜１１０は、駆動素子および上部電極１０５との絶縁性を有するならば、金属材料によって形成されても良い。当該金属材料は、例えば、アルミ、ＳＵＳ、またはチタンである。
【００５７】
保護膜１１０の材料は、耐熱性、絶縁性、熱膨張係数、平滑性、インクに対する濡れ性を考慮して選択される。当該材料の絶縁性は、インクジェットプリンタ１が導電率の高いインクを使用する場合、駆動素子１１３が駆動する際のインクの変質度合いに影響し得る。
【００５８】
保護膜１１０は、振動板１０１の第２の面１０１ｂと、配線間絶縁膜１０６の表面と、引出電極１０８の一部を覆う。言い換えると、保護膜１１０は、配線間絶縁膜１０６の上から駆動素子１１３および下部電極１０３の一部を覆う。保護膜１１０は、例えばインクや空気中の水分から、駆動素子１１３、下部電極１０３、および上部電極１０５を保護する。保護膜１１０は、下部電極１０３および上部電極１０５の複数の外部端子との接続部をそれぞれ露出させる複数の孔を有する。
【００５９】
保護膜１１０の材料は、振動板１０１の材料とヤング率が異なる。振動板１０１を形成するＳｉＯ２のヤング率は、８０．６ＧＰａである。一方、保護膜１１０を形成するポリイミドのヤング率は、４ＧＰａである。すなわち、保護膜１１０のヤング率は、振動板１０１のヤング率よりも小さい。
【００６０】
保護膜１１０の表面は、大よそ平滑に形成されるが、微小な凹凸を有する。例えば、駆動素子１１３が設けられた部分において、保護膜１１０の表面は、他の部分に比べて隆起する。保護膜１１０の表面は、振動板１０１に固着した面の反対側に位置する。
【００６１】
駆動素子１１３、下部電極１０３、および引出電極１０８がある部分以外の保護膜１１０の厚さは、約４μｍである。保護膜１１０の膜厚は、概ね１〜５０μｍの範囲にある。この保護膜１１０の厚さは、振動板１０１の第２の面１０１ｂから、保護膜１１０の表面までの距離である。駆動素子１１３上に形成された保護膜１１０の厚さは、約２．５μｍである。この保護膜１１０の厚さは、駆動素子１１３の上にある配線間絶縁膜１０６の表面から、保護膜１１０の表面までの距離である。
【００６２】
撥インク膜１１１は、保護膜１１０と、配線間絶縁膜１０６の一部とを覆う。撥インク膜１１１は、例えば、旭硝子株式会社のサイトップ（登録商標）のような、撥液性を有するフッ素含有系有機材料またはシリコーン系撥液材料によって形成される。なお、撥インク膜１１１は、他の材料によって形成されても良い。
【００６３】
撥インク膜１１１は、下部電極１０３の外部接続端子部と、上部電極１０５の外部接続端子部を露出させ、その周辺において保護膜１１０を覆わずに露出させる。撥インク膜１１１の表面は、ノズルプレート１００の表面を形成する。撥インク膜１１１の表面は、保護膜１１０に固着した面の反対側に位置する。
【００６４】
撥インク膜１１１の厚さは、例えば１μｍである。撥インク膜１１１の厚さは、例えば、０．０１〜１０μｍの範囲にある。駆動素子１１３が設けられた部分、すなわち上部電極１０５および下部電極１０３がある部分における撥インク膜１１１の厚さは、他の部分よりも薄い。なお、撥インク膜１１１の厚さは一定でも良い。
【００６５】
ノズル１０９から吐出したインク滴がノズル１０９の近傍に付着すると、インク吐出の安定性が低下する可能性がある。撥インク膜１１１は、インク滴がノズルプレート１００の表面に付着することを抑制する。
【００６６】
ノズル１０９は、振動板１０１と、保護膜１１０と、撥インク膜１１１とを貫通する。言い換えると、ノズル１０９は、振動板１０１と、保護膜１１０と、撥インク膜１１１とに形成される。振動板１０１および保護膜１１０が親インク性（親液性）を有するため、圧力室１２１に収容されたインクのメニスカスは、ノズル１０９内に保たれる。保護膜１１０の一部は、ノズル１０９と、駆動素子１１３の内周面との間に介在する。
【００６７】
下部電極１０３の外部接続端子部には、例えばフレキシブルケーブルを介して、図示しない制御部が接続される。制御部は、例えば、インクジェットヘッド２１を制御するＩＣや、インクジェットプリンタ１を制御するマイクロコンピュータである。一方、上部電極１０５の外部接続端子部は、例えば、ＧＮＤ（グランド接地＝０Ｖ）に接続される。
【００６８】
制御部は、下部電極１０３に、対応する駆動素子１１３を駆動するための信号を伝送させる。下部電極１０３は、複数の駆動素子１１３を独立して動作させるための個別電極として用いられる。
【００６９】
上記のインクジェットヘッド２１は、例えば次のように印字（画像形成）を行う。ユーザの操作によって、制御部に印字指示信号が入力される。制御部は、当該印字指示に基づいて、複数の駆動素子１１３に信号を印加する。言い換えると、制御部は、下部電極１０３の圧電膜１０４と接する電極部に、駆動電圧を印加する。
【００７０】
下部電極１０３の電極部１０３ａに信号が印加されると、下部電極１０３の電極部１０３ａと、上部電極１０５との間に電位差が生じる。これにより、圧電膜１０４に分極方向と同方向の電界が印加され、駆動素子１１３が電界方向と直交する方向に伸縮する。
【００７１】
このようなノズルプレート１００において、駆動素子１１３が電界方向と直交する方向に伸びた場合、振動板１０１は、圧力室１２１の容積を縮小させるように湾曲する。反対に、駆動素子１１３が電界方向と直交する方向に縮んだ場合、振動板１０１は、圧力室１２１の容積を拡大させるように湾曲する。この際、配線間絶縁膜１０６および保護膜１１０は、当該湾曲を阻害する。
【００７２】
詳しく説明すると、図３Ａ，３Ｂに示すように、駆動素子１１３は、振動板１０１と、配線間絶縁膜１０６および保護膜１１０と、に挟まれる。このため、駆動素子１１３が電界方向と直交する方向に伸びた場合、振動板１０１には、圧力室１２１側に対して凹形状に変形する力がかかる。言い換えると、振動板１０１は、圧力室１２１の容積を増大させる方向に湾曲しようとする。反対に、配線間絶縁膜１０６および保護膜１１０には、圧力室１２１側に対して凸形状に変形する力がかかる。言い換えると、配線間絶縁膜１０６および保護膜１１０は、圧力室１２１の容積を減少させる方向に湾曲しようとする。
【００７３】
一方、駆動素子１１３が電界方向と直交する方向に縮んだ場合、振動板１０１には、圧力室１２１側に対して凸形状に変形する力がかかる。言い換えると、振動板１０１は、圧力室１２１の容積を減少させる方向に湾曲しようとする。また、配線間絶縁膜１０６および保護膜１１０には、圧力室１２１側に対して凹形状に変形する力がかかる。言い換えると、配線間絶縁膜１０６および保護膜１１０は、圧力室１２１の容積を増大させる方向に湾曲しようとする。
【００７４】
上述のように、振動板１０１と、配線間絶縁膜１０６および保護膜１１０とは、互いに反対方向に湾曲しようとする。すなわち、配線間絶縁膜１０６および保護膜１１０が形成する絶縁部は、駆動素子１１３による振動板１０１の変形を阻害する力（膜応力）を生じさせる。
【００７５】
駆動素子１１３の構成部材の変形量は、ヤング率および当該部材の厚さに影響される。保護膜１１０を形成するポリイミドは、振動板１０１を形成するＳｉＯ２よりヤング率が小さい。このため、保護膜１１０の方が、振動板１０１よりも、同じ力に対する変形量が大きい。さらに、配線間絶縁膜１０６は、振動板１０１よりも薄い。このため、配線間絶縁膜１０６の方が、振動板１０１よりも、同じ力に対する変形量が大きい。
【００７６】
以上のように、駆動素子１１３は、ベンディングモード（屈曲振動）で動作する。駆動素子１１３は、電圧が印加されたときに、振動板１０１を変形させることで、圧力室１２１の容積を変化させる。
【００７７】
まず、駆動素子１１３は、振動板１０１を圧力室１２１側に対して凹形状に変形させることで圧力室１２１の容積を増大させる。これにより、圧力室１２１に収容されたインクに負圧が生じ、圧力室１２１にインクが流入する。
【００７８】
次に、駆動素子１１３は、振動板１０１を圧力室１２１側に対して凸形状に変形させることで圧力室１２１の容積を減少させる。これにより、圧力室１２１のインクが加圧される。これにより、加圧されたインクがノズル１０９から吐出される。
【００７９】
振動板１０１と保護膜１１０とのヤング率の差が大きいほど、インク吐出が可能となる電圧がより低くなり、インクジェットヘッド２１が効率良くインクを吐出できる。さらに、配線間絶縁膜１０６および保護膜１１０が形成する絶縁部と、振動板１０１との厚さの差が大きいほど、インク吐出が可能となる電圧がより低くなり、インクジェットヘッド２１が効率良くインクを吐出できる。
【００８０】
次に、インクジェットヘッド２１の製造方法の一例について図４（Ａ）〜（Ｃ）乃至図７を参照して説明する。まず、図４（Ａ）に示すように圧力室１２１が形成される前の圧力室構造体１２０（シリコンウエハ）の表面の全域に、振動板１０１および基板上絶縁膜１０２としてのＳｉＯ２膜１２０ａを成膜する。当該ＳｉＯ２膜１２０ａは、例えば熱酸化膜法によって成膜される。なお、ＳｉＯ２膜１２０ａは、ＣＶＤ法のような他の方法によって成膜されても良い。
【００８１】
圧力室構造体１２０を形成するシリコンウエハは、大きな一枚の円板である。当該シリコンウエハから、後で複数の圧力室構造体１２０が切り取られる。なお、これに限らず、一枚の矩形のシリコンウエハから、一つの圧力室構造体１２０を形成しても良い。
【００８２】
前記シリコンウエハは、インクジェットヘッド２１の製造過程において、繰り返し加熱および薄膜の成膜がなされる。このため、前記シリコンウエハは、耐熱性を有し、ＳＥＭＩ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）規格に準じ、且つ鏡面研磨によって平滑化されたものである。
【００８３】
次に、図４（Ｂ）に示すようにＳｉＯ２膜１２０ａに、下部電極１０３を形成する金属膜を成膜する。まず、スパッタリング法を用いてＴｉの膜とＰｔの膜とを順番に成膜する。Ｐｔの膜厚は例えば０．４５μｍ、Ｔｉ膜厚は例えば０．０５μｍである。なお、当該金属膜は、蒸着および鍍金のような他の製法によって形成されても良い。
【００８４】
次に、下部電極１０３を形成する金属膜の上に、圧電膜１０４を形成する。圧電膜１０４は、例えばＲＦマグネトロンスパッタリング法により成膜される。このとき、前記シリコンウエハの温度は、例えば３５０℃にされる。圧電膜１０４は、成膜後、圧電膜１０４に圧電性を付与するために、６５０℃で３時間熱処理される。これにより、圧電膜１０４は、良好な結晶性を得るとともに、良好な圧電性能を得る。圧電膜１０４は、例えば、ＣＶＤ（化学的気相成長法）、ゾルゲル法、ＡＤ法（エアロゾルデポジション法）、水熱合成法のような他の製法によって形成されても良い。
【００８５】
次に、圧電膜１０４の上に、上部電極１０５を形成するＰｔの金属膜を成膜する。当該金属膜は、例えばスパッタリング法によって成膜される。当該金属膜は、真空蒸着および鍍金のような他の製法によって形成されても良い。
【００８６】
次に、上記上部電極１０５の金属膜および圧電膜１０４をエッチングすることで、図４（Ｃ）に示すように上部電極１０５と、圧電膜１０４とをパターニングする。パターニングは、前記上部電極１０５の金属膜の上にエッチングマスクを作り、当該エッチングマスク以外の前記金属膜および圧電膜１０４をエッチングによって除去することで行う。前記金属膜および圧電膜１０４は、同時（一緒）にパターニングされる。なお、前記金属膜および圧電膜１０４は、個別にパターニングされても良い。エッチングマスクは、感光性レジストの塗布、プリベーク、所望のパターンが形成されたマスクを用いた露光、現像、およびポストベークによって形成される。
【００８７】
次に、パターニングによって、下部電極１０３を形成する。パターニングは、圧電膜１０４および上部電極１０５と、圧電膜１０４の下の前記下部電極１０３の金属膜（Ｐｔ／Ｔｉ）との上にエッチングマスクを作り、当該エッチングマスク以外の前記金属膜をエッチングによって除去することで行う。エッチングマスクは、感光性レジストの塗布、プリベーク、所望のパターンが形成されたマスクを用いた露光、現像、およびポストベークによって形成される。
【００８８】
下部電極１０３および上部電極１０５と、圧電膜１０４との円環状の部分の中心にノズル１０９が形成される。このとき、下部電極１０３の電極部１０３ａ、上部電極１０５の電極部１０５ａおよび圧電膜１０４の円環状の部分の中心と同心円の、金属膜および圧電膜１０４がない部分が形成されるとともに、ＳｉＯ２膜１２０ａ上に下部電極１０３の延伸部１０３ｂおよび上部電極１０５の延伸部１０５ｂが形成される。このように、駆動素子１１３がＳｉＯ２膜１２０ａの上に形成される。パターニングによって、下部電極１０３の外部接続端子部、上部電極１０５および駆動素子１１３以外では、ＳｉＯ２膜１２０ａ（振動板１０１および基板上絶縁膜１０２）が露出する。
【００８９】
次に、図５（Ａ）に示すようにＳｉＯ２膜１２０ａと、駆動素子１１３との上に、配線間絶縁膜１０６を形成する。配線間絶縁膜１０６は、良好な絶縁性を低温成膜にて実現できるＣＶＤ法によって形成される。配線間絶縁膜１０６はこれに限らず、スパッタリング法、または蒸着のような他の方法によって形成されても良い。
【００９０】
配線間絶縁膜１０６は、図５（Ｂ）に示すように成膜後にパターニングされる。これにより、ノズル１０９を形成するため、駆動素子１１３の中心と同心円の配線間絶縁膜１０６がない部分１０６ａが形成される。同時に、コンタクトホール１０７が形成される。当該配線間絶縁膜１０６が無い部分１０６ａの直径は、例えば１０μｍである。パターニングは、エッチングマスク以外の配線間絶縁膜１０６をエッチングによって除去することで行う。エッチングマスクは、感光性レジストの塗布、プリベーク、所望のパターンが形成されたマスクを用いた露光、現像、定着、およびポストベークによって形成される。
【００９１】
次に、図５（Ｃ）に示すように配線間絶縁膜１０６の上に、引出電極１０８を形成する金属膜を成膜する。当該金属膜は、例えばスパッタリング法によって成膜されるＴｉ（チタン）／Ａｌ（アルミニウム）薄膜である。Ｔｉの膜厚は、例えば０．１μｍ、Ａｌの膜厚は、例えば０．４μｍである。当該金属膜は、真空蒸着および鍍金のような他の製法によって形成されても良い。当該金属膜は、コンタクトホール１０７を通って下部電極１０３、上部電極１０５のいずれかに接続される。
【００９２】
上記金属膜をパターニングすることで、下部電極１０３の外部接続端子部、上部電極１０５の外部接続端子部を形成する。パターニングは、前記金属膜上にエッチングマスクを作り、当該エッチングマスク以外の前記金属膜をエッチングによって除去することで行う。エッチングマスクは、感光性レジストの塗布、プリベーク、所望のパターンが形成されたマスクを用いた露光、現像、およびポストベークによって形成される。
【００９３】
次に、振動板１０１を形成するためのＳｉＯ２膜１２０ａをパターニングし、ノズル１０９の一部を形成する。パターニングは、ＳｉＯ２膜１２０ａの上にエッチングマスクを作り、エッチングマスク以外のＳｉＯ２膜１２０ａをエッチングによって除去することで行う。エッチングマスクは、振動板１０１の上への感光性レジストの塗布、プリベーク、所望のパターンが形成されたマスクを用いた露光、現像、およびポストベークによって形成される。
【００９４】
次に、図６（Ａ）に示すようにＳｉＯ２膜１２０ａ、配線間絶縁膜１０６、引出電極１０８の上に、保護膜１１０をスピンコーティング法（スピンコート）によって形成する。すなわち、配線間絶縁膜１０６を覆う保護膜１１０を形成する。まず、ポリイミド前駆体を含有した溶液でＳｉＯ２膜１２０ａおよび配線間絶縁膜１０６を覆う。次に、前記シリコンウエハが回転させられ、溶液表面が平滑にされる。ベークによって熱重合と溶剤除去を行うことで、保護膜１１０が形成される。
【００９５】
保護膜１１０の形成方法は、スピンコーティング法に限らない。保護膜１１０は、ＣＶＤ、真空蒸着、または鍍金のような他の方法によって形成されても良い。
【００９６】
図６（Ｂ）に示すように保護膜１１０をパターニングすることによって、ノズル１０９を形成するとともに、下部電極１０３の外部接続端子部と、上部電極１０５の外部接続端子部とを露出させる。パターニングは、保護膜１１０の材料に応じた手順で行われる。
【００９７】
一例として、保護膜１１０が、例えば、東レ株式会社のセミコファイン（登録商標）のような非感光性ポリイミドによって形成される場合について説明する。まず、ポリイミド前駆体を含有した溶液をスピンコーティング法によって配線間絶縁膜１０６の上に成膜し、ベークによって熱重合と溶剤除去を行って焼成成形する。その後、非感光性ポリイミド膜上にエッチングマスクを作り、エッチングマスク以外のポリイミド膜をエッチングによって除去することで、パターニングがなされる。エッチングマスクは、非感光性ポリイミド膜上への感光性レジストの塗布、プリベーク、所望のパターンが形成されたマスクを用いた露光、現像、およびポストベークによって形成される。
【００９８】
他の例として、保護膜１１０が、例えば、東レ株式会社のフォトニース（登録商標）のような感光性ポリイミドによって形成される場合について説明する。まず、溶液をスピンコーティング法によって配線間絶縁膜１０６の上に成膜した後、プリベークを行う。その後、マスクを用いた露光と、現像工程とを経てパターニングが行われる。ポジ型感光性ポリイミドの場合、上記マスクは、ノズル１０９、下部電極１０３の外部接続端子部、および上部電極１０５の外部接続端子部に対応する部分が開口する（光が透過する）。ネガ型感光性ポリイミドの場合、上記マスクは、ノズル１０９、下部電極１０３の外部接続端子部、および上部電極１０５の外部接続端子部に対応する部分が遮光される。その後、ポストベークが行われ、保護膜１１０が焼成成形される。
【００９９】
次に、図６（Ｃ）に示すように保護膜１１０上に撥インク膜１１１を形成する。撥インク膜１１１は、保護膜１１０上に液状の撥インク膜材料をスピンコーティングすることによって成膜される。
【０１００】
次に、撥インク膜１１１を形成する膜をパターニングする。パターニングは、撥インク膜１１１の上にエッチングマスクを作り、エッチングマスク以外の撥インク膜１１１をエッチングによって除去することで行う。エッチングマスクは、撥インク膜１１１の上への感光性レジストの塗布、プリベーク、所望のパターンが形成されたマスクを用いた露光、現像、およびポストベークによって形成される。
【０１０１】
次に、撥インク膜１１１の上にカバーテープを貼り付ける。カバーテープは、例えば、シリコンウエハの化学機械研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：ＣＭＰ）用の裏面保護テープである。カバーテープが貼り付けられた圧力室構造体１２０を上下反転し、図７に示すように圧力室構造体１２０に複数の圧力室１２１を形成する。圧力室１２１は、パターニングによって形成される。この圧力室１２１の形成により、ＳｉＯ２膜１２０ａにおける圧力室１２１に接する領域が振動板１０１、圧力室構造体１２０に接する領域が基板上絶縁膜１０２となる。
【０１０２】
図３Ａ，３Ｂは、第１の実施形態の絶縁性の保護膜１１０が形成されたインクジェットヘッド２１を示す断面図である。シリコン基板専用のＤｅｅｐ−ＲＩＥと呼ばれる垂直深堀ドライエッチング（例えば、国際公開第２００３／０３０２３９号参照）を行い、圧力室構造体１２０をエッチングし、圧力室１２１を形成する。このとき、シリコンウエハである圧力室構造体１２０の裏面上に所望のパターンを形成したレジストマスクを作り、これにより、前記圧力室１２１が所望のパターンに形成される。レジストマスクは、感光性レジストの塗布、プリベーク、所望のパターンが形成されたマスクを用いた露光、現像、およびポストベークによって形成される。
【０１０３】
上記エッチングに用いられるＳＦ６ガスは、振動板１０１のＳｉＯ２や保護膜１１０のポリイミドに対してはエッチング作用を及ぼさない。そのため、圧力室１２１を形成する前記シリコンウエハのドライエッチングの進行は、振動板１０１のＳｉＯ２膜１２０ａで止まる。言い換えると、振動板１０１のＳｉＯ２膜１２０ａは、上記エッチングのストップ層として機能する。
【０１０４】
なお、上述のエッチングは、薬液を用いるウェットエッチング法、プラズマを用いるドライエッチング法のような、種々の方法を用いて良い。さらに、材料によってエッチング方法やエッチング条件を変えて良い。
【０１０５】
以上のように、ＳｉＯ２膜１２０ａの振動板１０１上に駆動素子１１３およびノズル１０９を形成する工程から、圧力室構造体１２０に圧力室１２１を形成する工程までが、成膜技術、フォトリソグラフィエッチング技術、およびスピンコーティング法によって行われる。このため、ノズル１０９、駆動素子１１３、および圧力室１２１が、一つのシリコンウエハに精密かつ簡便に形成される。
【０１０６】
次に、下部電極１０３の外部接続端子部と、上部電極１０５の外部接続端子部とを覆うように、カバーテープを保護膜１１０の一部に貼り付ける。当該カバーテープは樹脂によって形成され、保護膜１１０から容易に脱着可能である。前記カバーテープは、下部電極１０３の外部接続端子部と、上部電極１０５の外部接続端子部に、ゴミが付着することを防止する。
【０１０７】
次に、前記シリコンウエハを分割して、複数のインクジェットヘッド２１を形成する。インクジェットヘッド２１は、インクジェットプリンタ１の内部に搭載される。下部電極１０３の外部接続端子部および、上部電極の外部接続端子部に、例えばフレキシブルケーブルを介して制御部が接続される。
【０１０８】
次に、圧力室構造体１２０の裏面に、インク流路構造体４００を接着する。すなわち、インク流路構造体４００を、エポキシ系接着剤で接着する。さらに、インク流路構造体４００のインク供給口およびインク排出口が、例えばチューブを介して図示しないインクタンクに接続される。
【０１０９】
上記のように、本実施形態では、圧力室構造体１２０の上にノズルプレート１００を作成する。しかし、ノズルプレート１００を圧力室構造体１２０の上に作成する代わりに、圧力室構造体１２０の一部を、振動板１０１としても良い。例えば、圧力室構造体１２０の一方の面に駆動素子１１３を形成し、他方の面側から圧力室１２１に相当する穴を形成する。当該穴は、圧力室構造体１２０を貫通しない。圧力室構造体１２０の一方の面側には薄い層が残り、この部分が振動板１０１として動作する。
【０１１０】
第１の実施形態のインクジェットヘッド２１によれば、配線間絶縁膜１０６のコンタクトホール１０７が圧力室構造体１２０の圧力室１２１の存在する領域から離れた位置に形成されている。これにより、圧力室１２１が形成されていない高剛性の部分である圧力室構造体１２０の中実部分に上部電極１０５と引出電極１０８との接続部を配置できる。ここで、圧力室１２１の周壁部を構成する圧力室構造体１２０の中実部分は、駆動素子１１３の駆動時にほとんど変位しない領域となるので、例えば、上部電極１０５と引出電極１０８との接続部を駆動素子１１３を挟んで圧力室構造体１２０の中実部分と対向した領域に設けることで、信頼性低下を引き起こす繰返し応力を軽減することができる。そのため、各駆動素子１１３の駆動時に各駆動素子１１３を駆動させた際の繰返し応力が、上部電極１０５と引出電極１０８との接続部にかかり難くすることができる。したがって、上部電極１０５と引出電極１０８との接続部に発生するクラックの抑制、クラックからの絶縁破壊の抑制、さらに上部電極１０５と引出電極１０８との接続部での接触不良を抑制することができる。この結果、インクジェットヘッド２１の長期信頼性を確保することが可能となる。
【０１１１】
続いて、図８を参照して、第２の実施の形態について説明する。第２の実施形態のインクジェットヘッド２１は、圧力室構造体１２０の板材の表面側の第１の面（図８中で上面）１２０ｂに駆動素子１１３を配置し、この圧力室構造体１２０の板材の裏面側の第２の面（図８中で下面）１２０ｃにノズル１０９を配置している。さらに、駆動素子１１３に設けられた上部電極１０５と引出電極１０８とをつなぐコンタクトホール１０７は、第１の実施形態と同様に、圧力室構造体１２０の板材における圧力室１２１が形成されていない高剛性の部分である圧力室構造体１２０の中実部分に配置されている。
【０１１２】
これにより、圧力室構造体１２０の板材の圧力室１２１が形成されていない高剛性の部分である圧力室構造体１２０の中実部分に上部電極１０５と引出電極１０８との接続部を配置できる。そのため、本実施形態でも第１の実施形態と同様に、上部電極１０５と引出電極１０８との接続部を駆動素子１１３を挟んで圧力室構造体１２０の中実部分と対向した領域に設けることで、上部電極１０５と引出電極１０８との接続部に繰返し応力がかかり難い構造となっている。したがって、上部電極１０５と引出電極１０８との接続部に発生するクラックの抑制、クラックからの絶縁破壊の抑制、さらに上部電極１０５と引出電極１０８との接続部での接触不良を抑制することができる。この結果、インクジェットヘッド２１の長期信頼性を確保することが可能となる。
【０１１３】
これらの実施形態によれば、駆動素子の繰返し応力によるクラックを抑制でき、各駆動素子の信頼性を向上することができるインクジェットヘッド、インクジェット記録装置、およびインクジェットヘッドの製造方法を提供することができる。
【０１１４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１５】
１…インクジェットプリンタ、１０…筐体、１１…給紙カセット、１２…排紙トレイ、１３…保持ローラ、１４…搬送装置、１５…保持装置、１６…画像形成装置、１７…除電剥離装置、１８…反転装置、１９…クリーニング装置、１９ａ…クリーニング部材、２１…インクジェットヘッド、１００…ノズルプレート、１０１…振動板、１０１ａ…第１の面、１０１ｂ…第２の面、１０２…基板上絶縁膜、１０２ａ…第１の面、１０２ｂ…第２の面、１０３…下部電極、１０３ａ…電極部、１０３ｂ…延伸部、１０４…圧電膜、１０５…上部電極、１０５ａ…電極部、１０５ｂ…延伸部、１０６…配線間絶縁膜、１０６ａ…配線間絶縁膜１０６が無い部分、１０７…コンタクトホール、１０８…引出電極、１０９…ノズル、１１０…保護膜、１１１…撥インク膜、１１３…駆動素子、１２０…圧力室構造体、１２０ａ…ＳｉＯ２膜、１２０ｂ…第１の面、１２０ｃ…第２の面、１２１…圧力室、４００…インク流路構造体、４０１…インク流路。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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