(57)【要約】【課題】圧電体層にクラックが発生するのを比較的容易且つ確実に防止することができ、変位特性を良好に維持することができるアクチュエータ、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。【解決手段】基板上に設けられた振動板５０，５５と、振動板５０，５５上に設けられた下電極６０、下電極６０上に設けられた圧電体層７０及び圧電体層７０上に設けられた上電極８０を有する圧電素子３００とを具備し、圧電素子３００の下電極６０と上電極８０との間に、圧電体層７０よりも誘電率の低い材料からなる所定幅の低誘電体層７５を、圧電素子３００の長手方向に沿って所定間隔で複数設けるようにする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられた振動板と、該振動板上に設けられた下電極、該下電極上に設けられた圧電体層及び該圧電体層上に設けられた上電極を有する圧電素子とを具備し、
前記圧電素子の前記下電極と前記上電極との間には、前記圧電体層よりも誘電率の低い材料からなる所定幅の低誘電体層が、前記圧電素子の長手方向に沿って所定間隔で複数設けられていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記低誘電体層のそれぞれが、前記圧電素子の幅方向に亘って連続して設けられていることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記低誘電体層が前記圧電体層と同一の元素で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記低誘電体層が、前記圧電体層に不純物をドーピングすることによって形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記低誘電体層が、絶縁性を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記圧電体層の前記上電極側の面に、当該圧電体層の厚さ方向の一部を除去した溝部が設けられ、前記低誘電体層が前記溝部内に形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記低誘電体層の幅が、前記圧力発生室の幅よりも広いことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
ノズルに連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板を有し、該流路形成基板の一方面側に、前記圧力発生室内の液体に前記ノズルから液滴を噴射させるための圧力を付与する圧力発生手段として請求項１〜７の何れか一項に記載のアクチュエータを具備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に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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下電極、圧電材料からなる圧電体層及び上電極で構成される圧電素子を撓み変形可能に有するアクチュエータ、このアクチュエータを用いた液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクチュエータは、基板上に設けられた振動板と振動板上に設けられる圧電素子とで構成される。また、圧電素子は、振動板上に設けられる下電極と、電気機械変換機能を呈する圧電材料、例えば、結晶化した圧電性セラミックス等からなる圧電体層と、圧電体層上に設けられる上電極とで構成されている。
【０００３】
このような圧電素子を有するアクチュエータ、すなわち、撓み振動モードのアクチュエータを用いた装置としては、例えば、圧電素子の変位を利用してノズルから液滴を吐出する液体噴射ヘッドがある。この液体噴射ヘッドの代表例としては、例えば、インク滴を吐出するノズルと連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧してノズルからインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドが挙げられる。
【０００４】
例えば、このようなインクジェット式記録ヘッドにおいて、圧電素子を構成する下電極膜は、一般的に、複数の圧力発生室に相対向する領域に連続的に設けられて複数の圧電素子の共通電極となっている。圧電体層及び上電極は、圧力発生室毎に独立して設けられており、上電極が各圧電素子の個別電極となっている。そして、上電極に選択的に電圧を印加することで、各圧電素子を個別に駆動できるようになっている。圧電素子に電圧が印加されると圧電体層が収縮して圧電素子がその幅方向（短手方向）に撓み変形し、それに伴って振動板が圧電素子の幅方向で撓み変形する。これにより圧力発生室内のインクに圧力が付与されて、ノズルからインク滴が吐出される。
【０００５】
このように圧電素子に電圧が印加されると振動板は圧電素子の幅方向に撓み変形するが、圧電素子の長手方向においてはほとんど変形することがない。つまり、圧電体層は、圧電素子の長手方向においても収縮するが、振動板によってその変形が規制されている。このため、圧電素子の長手方向では、圧電体層は強い引張り応力を受けてしまい、圧電体層に、圧電素子の幅方向に沿ってクラックが発生してしまうという問題がある。
【０００６】
例えば、圧力発生室の周縁部における応力集中による圧電体層の破壊を防止するために、下部電極の厚みの違いによって下部電極上に形成される圧電体膜の結晶構造の配向が異なるようにすることで、圧電体膜の各部分で応力状態を変化させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。つまり、この構成では、圧力発生室の周縁部における圧電体膜の結晶構造を変化させて、その部分での圧電体素子の歪みを小さく抑えることで、圧電体膜の破壊を防止している。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２０９８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように圧電体層の結晶構造の配向を部分的に変化させることで、圧力発生室の周縁部における局所的な圧電体層の破壊を防止することはできるかもしれない。しかしながら、上述した圧電体層にクラックが発生するという問題は、圧電素子の長手方向に亘って何れの部分でも起こる虞がある。このため、仮に、特許文献１に記載の構成を採用したとしても、上記問題を完全には解決できない可能性を有する。さらに、下電極膜の厚みの違いによる圧電体層の配向制御は技術的難易度が高く、容易に実施することができないという問題がある。また、異なる配向で形成した圧電体層は、確実に特性劣化の原因となり、液滴の吐出特性に悪影響を及ぼす虞もある。
【０００９】
なお、このような確実に特性劣化の原因となる問題は、圧電体層を有する圧電素子を用いたアクチュエータに存在し、この結果、液滴の吐出特性に悪影響を及ぼす問題は、当該アクチュエータを用いて液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑み、圧電体層にクラックが発生するのを比較的容易且つ確実に防止することができ、変位特性を良好に維持することができるアクチュエータ、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する本発明は、基板上に設けられた振動板と、該振動板上に設けられた下電極、該下電極上に設けられた圧電体層及び該圧電体層上に設けられた上電極を有する圧電素子とを具備し、前記圧電素子の前記下電極と前記上電極との間には、前記圧電体層よりも誘電率の低い材料からなる所定幅の低誘電体層が、前記圧電素子の長手方向に沿って所定間隔で複数設けられていることを特徴とするアクチュエータにある。
かかる本発明では、圧電体層の低誘電体層が形成されていない部分が実質的な駆動部（圧電体能動部）として機能し、低誘電体層が形成されている部分は、圧電体能動部で発生する引張り応力を緩和する応力緩和部として機能する。これにより、圧電体層全体にかかる引張り応力が抑えられ、この引張り応力に起因して圧電体層にクラックが発生するのを防止することができる。
【００１２】
ここで、前記低誘電体層のそれぞれが、前記圧電素子の幅方向に亘って連続して設けられていることが好ましい。これにより、圧電体能動部が複数に分離されるため、圧電体能動部で発生する引張り応力が応力緩和部によって確実に緩和される。
【００１３】
また、前記低誘電体層が前記圧電体層と同一の元素で構成されていることが好ましい。これにより、圧電体層の劣化を防止することができ、圧電素子の変位特性が良好に維持される。
【００１４】
また、前記低誘電体層は、前記圧電体層に不純物をドーピングすることによって形成されたものであってもよく、あるいは絶縁性を有する材料で形成されたものであってもよい。このような構成としても、上述したように圧電体層にクラックが発生するのを防止することができる。
【００１５】
また前記圧電体層の前記上電極側の面に当該圧電体層の厚さ方向の一部を除去した溝部が設けられ、前記低誘電体層がこの溝部内に形成されていることが好ましい。これにより、圧電体層及び低誘電体層の表面が平坦となるため、上電極を良好に形成することができ、変位特性をより確実に良好に維持することができる。
【００１６】
また前記低誘電体層の幅が、前記圧力発生室の幅よりも広いことが好ましい。これにより、圧電体能動部で発生する引張り応力がより確実に緩和される。
【００１７】
さらに本発明は、ノズルに連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板を有し、該流路形成基板の一方面側に、前記圧力発生室内の液体に前記ノズルから液滴を噴射させるための圧力を付与する圧力発生手段として上述のようなアクチュエータを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる本発明では、液滴の吐出特性を良好に維持しつつ、耐久性を向上した液体噴射ヘッドを実現することができる。
【００１８】
また本発明は、上記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。かかる本発明では、信頼性を向上した液体噴射装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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の概略構成を示す分解斜視図であり、図２は、その平面図及び断面図である。また図３は、アクチュエータ部分を拡大した平面図及び断面図である。
【００２０】
図示するように、流路形成基板１０には、隔壁１１によって区画された複数の圧力発生室１２がその幅方向（短手方向）に並設されている。この流路形成基板１０は、本実施形態では板厚方向の結晶面方位が（１１０）であるシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化することによって二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。圧力発生室１２は、流路形成基板１０をその他方面側から異方性エッチングすることによって形成され、その一方の面が弾性膜５０によって構成されている。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、インク供給路１３と連通路１４とが隔壁１１によって区画されている。連通路１４の一端には、各圧力発生室１２の共通のインク室（液体室）となるリザーバ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形成されている。
【００２１】
インク供給路１３は、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１３は、リザーバ１００と各圧力発生室１２との間の圧力発生室１２側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、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１３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１４は、インク供給路１３の圧力発生室１２とは反対側に連通し、インク供給路１３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１４を圧力発生室１２と同じ断面積で形成している。
【００２２】
流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１３とは反対側の端部近傍に連通するノズル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。
【００２３】
一方、流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）等からなる絶縁体膜５５が積層形成されている。また、この絶縁体膜５５上には、下電極膜６０と、圧電体膜の一例であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層７０と、上電極膜８０とで構成される圧電素子３００が形成されている。なお、本実施形態では、下電極膜６０を圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜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。また、このような圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせてアクチュエータと称する。なお、本実施形態では、弾性膜５０及び絶縁体膜５５が振動板として機能するが、さらに圧電素子３００の下電極膜６０が振動板として機能するようにしてもよい。圧力発生室１２の一方面側が下電極膜６０で覆われるようにし、弾性膜５０、絶縁体膜５５を設けずに、下電極膜６０のみが振動板として機能するようにしてもよい。
【００２４】
また圧電素子３００の個別電極である各上電極膜８０には、インク供給路１３側の端部近傍から引き出され、絶縁体膜５５上まで延設される、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が接続されている。
【００２５】
このような圧電素子３００を構成する下電極膜６０と上電極膜８０との間には、圧電体層７０を構成する材料よりも誘電率の低い低誘電体層７５が、圧電素子３００の長手方向に所定間隔で複数設けられている。本実施形態では、圧電体層７０の上電極膜８０側に、圧電体層７０の厚さ方向の一部を除去した溝部７１が形成されており、低誘電体層７５はこの溝部７１内に設けられている。
【００２６】
ここで、圧電素子３００（圧電体層７０）に電圧を印加すると、圧電素子３００の低誘電体層７５が形成されていない部分が、圧電素子３００の幅方向で大きく撓み変形し、この変形によってノズル２１からインク滴が吐出される。すなわち、圧電素子３００の低誘電体層７５が形成されていない部分が、圧電素子３００の実質的な駆動部である圧電体能動部３２０となっている。圧電素子の長手方向においては、振動板によって圧電体能動部３２０の変形は規制される。このため、電圧を印加しても圧電体層７０が実質的に変形せず、圧電体能動部３２０の圧電体層７０には引張り応力が働くことになる。
【００２７】
一方、圧電体層７０の低誘電体層７５が形成されている部分は、圧電素子３００に印加した電圧の多くが低誘電体層７５に取られるため、その下側の圧電体層７０にかかる電界強度は著しく減少する。すなわち、圧電素子３００の低誘電体層７５が形成されている部分は、電圧を印加しても実質的に変形することがなく、圧電体能動部３２０に働く引張り応力を緩和する応力緩和部３３０として機能する。
【００２８】
つまり、本実施形態に係るアクチュエータを構成する圧電素子３００は、その長手方向で交互に配置された圧電体能動部３２０と応力緩和部３３０とで構成されている。
【００２９】
このように圧電素子を構成する圧電体能動部３２０と応力緩和部３３０とが交互に配されていることで、すなわち圧電素子３００に低誘電体層７５が所定間隔で複数設けられていることで、圧電素子３００の駆動時に圧電体能動部３２０に働く引張り応力が応力緩和部３３０によって緩和される。つまり、応力緩和部３３０が、圧電体能動部３２０に働く引張り応力を受けて実質的に変形することで、圧電素子３００（圧電体層７０）全体にかかる引張り応力が緩和される。したがって、圧電素子３００の長手方向の引張り応力に起因して圧電体層７０にクラックが発生するのを防止することができる。なお、低誘電体層７５が設けられていても、圧電体層７０自体の特性変化はないため、圧電素子３００の変位特性は良好に維持される。
【００３０】
ここで、低誘電体層７５の形状及び数は、特に限定されず、圧電素子３００の大きさ等の各種条件に応じて適宜決定されればよい。例えば、各低誘電体層７５は、本実施形態のように圧電素子３００の幅方向に亘って形成されていることが好ましいが、勿論、圧電素子３００の幅方向の一部に設けられてもよい。また低誘電体層７５の幅及び厚さも特に限定されないが、図３に示すように、低誘電体層７５の幅Ｗ１は、圧力発生室１２の幅Ｗ２よりも広くなっていることが好ましい。これにより、応力緩和部３３０によって圧電体能動部３２０で生じる応力をより確実に緩和することができる。
【００３１】
また低誘電体層７５は、圧電体層７０よりも誘電率の低い材料で形成されていればよいが、圧電体層７０と同一の元素で構成されていることが好ましい。本実施形態では、圧電体層７０の材料としてＰＺＴを用いているため、低誘電体層７５の材料としては、例えば、圧電体層７０の材料とは組成をずらしたＰＺＴ、ＰＴＯ、ＰＺＯ等が好適に用いられる。低誘電体層７５をこのような材料で形成することで、圧電素子３００の製造過程において、低誘電体層７５を構成する元素が拡散して圧電体層７０に悪影響を及ぼすことがない。また圧電素子３００の製造過程において低誘電体層７５には約３００℃程度に加熱されることになるが、低誘電体層７５を上記のような材料で形成しておけば、加熱によってクラック等が発生することもない。
【００３２】
なお低誘電体層７５は、必ずしも圧電体層７０と同一の元素で構成されていなくてもよく、例えば、圧電体層７０にマンガン（Ｍｎ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、リン（Ｐ）等の不純物をドーピングすることによって形成されていてもよい。さらに、低誘電体層７５は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化シリコン（ＳｉＯ2）絶縁性を有する材料で形成されていてもよい。このような構成としても、勿論、圧電体層７０にクラックが発生するのを防止することができる。
【００３３】
また本実施形態では、上述したように圧電体層７０の厚さ方向の一部、つまり圧電体層の一部を除去した溝部７１内、に低誘電体層７５を設けるようにしている。このため、圧電体層７０及び低誘電体層７５の表面が平坦となり、上電極膜８０を良好に形成することができる。勿論、低誘電体層７５の形成位置は、下電極膜６０と上電極膜８０との間であれば特に限定されない。例えば、図４（ａ）に示すように、低誘電体層７５は、圧電体層７０と下電極膜６０との間に設けられていてもよく、また例えば、図４（ｂ）に示すように、圧電体層７０に溝部を設けずに、圧電体層７０と上電極膜８０との間に設けられていてもよい。
【００３４】
また、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、圧電素子３００に対向する領域に圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が接着剤３５によって接合されている。保護基板３０の圧電素子保持部３１によって、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間が確保されている。なお、この空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。さらに保護基板３０には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３２が設けられている。リザーバ部３２は、本実施形態では、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、上述したように流路形成基板１０の連通部１５と連通されて各圧力発生室１２の共通の液体室となるリザーバ１００を構成している。
【００３５】
なお、リザーバを含む液体流路の構成は特に限定されず、例えば、連通部を圧力発生室毎に複数に分割して、リザーバ部のみをリザーバとしてもよい。また、例えば、流路形成基板に圧力発生室のみを設け、流路形成基板と保護基板との間に介在する部材（例えば、弾性膜、絶縁体膜等）にリザーバと各圧力発生室とを連通するインク供給路を設けるようにしてもよい。
【００３６】
このような保護基板３０は、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等で形成されていることが好ましい。本実施形態では、保護基板３０を流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板で形成している。
【００３７】
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。そして、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０の端部近傍は、貫通孔３３内に露出されている。さらに保護基板３０上には、並設された圧電素子３００を駆動するための半導体集積回路（ＩＣ）等である駆動回路２００が固定されている。そして、駆動回路２００とリード電極９０とは、ボンディングワイヤ等の導電性ワイヤからなる接続配線２１０を介して電気的に接続されている。
【００３８】
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（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３２の一方面が封止されている。固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ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、リザーバ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。
【００３９】
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、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路２００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下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜６０及び圧電体層７０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２１からインク滴が吐出する。
【００４０】
以下、このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法の一例について、図５〜図８を参照して説明する。なお、図５〜図８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。
【００４１】
まず、図５（ａ）に示すように、シリコンウェハであり複数の流路形成基板１０が一体的に形成される流路形成基板用ウェハ１１０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に弾性膜５０となる二酸化シリコン膜５１を形成する。次いで、図５（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５１）上に、ジルコニウム（Ｚｒ）層を形成後、例えば、５００〜１２００℃の拡散炉で熱酸化して酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）からなる絶縁体膜５５を形成する。次いで、図５（ｃ）に示すように、絶縁体膜５５の全面に亘って、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）等からなる下電極膜６０を、例えば、スパッタリング法又は蒸着法等によって形成する。その後、下電極膜６０を、所定形状にパターニングする。
【００４２】
次に、図５（ｄ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０上に、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、金属有機物を溶媒に溶解・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の材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛に限定されず、例えば、リラクサ強誘電体（例えば、ＰＭＮ−ＰＴ、ＰＺＮ-ＰＴ、ＰＮＮ-ＰＴ等）の他の圧電材料を用いてもよい。また、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等で圧電体層７０を形成してもよい。
【００４３】
次に、図６（ａ）に示すように、各圧力発生室１２が形成される領域に対向する圧電体層７０の上面に、所定深さの溝部７１を所定間隔で形成する。つまり、圧電体層７０の低誘電体層７５が形成される部分にそれぞれ溝部７１を形成する。次いで、図６（ｂ）に示すように、この圧電体層７０の溝部７１に、例えば、圧電体層７０とは組成の異なるＰＺＴからなる低誘電体層７５を形成する。低誘電体層７５の形成方法は、特に限定されないが、本実施形態では、低誘電体層７５を流路形成基板用ウェハ１１０の全面に形成した後、溝部７１以外の領域の低誘電体層７５を除去するようにした。
【００４４】
次いで、図６（ｃ）に示すように、例えば、イリジウム、白金等からなる上電極膜８０を流路形成基板用ウェハ１１０の全面に形成した後、図６（ｄ）に示すように、圧電体層７０及び上電極膜８０を、各圧力発生室１２に対向する領域にパターニングして圧電素子３００を形成する。
【００４５】
次に、リード電極９０を形成する。具体的には、図７（ａ）に示すように、流路形成基板１０の全面に亘って、例えば、金（Ａｕ）等からなる金属膜９１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）を介してその金属膜９１を圧電素子３００毎にパターニングすることで形成される。次に、図７（ｂ）に示すように、保護基板３０が一体的に形成された保護基板用ウェハ１３０を、流路形成基板用ウェハ１１０上に例えば接着剤３５によって接合する。次いで、図７（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０を所定の厚みになるように薄く加工する。
【００４６】
次に、図８（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０上に保護膜５２を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、図８（ｂ）に示すように、この保護膜５２をマスクとして流路形成基板用ウェハ１１０を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、インク供給路１３、連通路１４及び連通部１５を形成する。
【００４７】
その後は、流路形成基板用ウェハ１１０表面の保護膜５２を除去し、流路形成基板用ウェハ１１０及び保護基板用ウェハ１３０の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１１０の保護基板用ウェハ１３０とは反対側の面にノズル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１３０にコンプライアンス基板４０を接合し、これら流路形成基板用ウェハ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上述した構造のインクジェット式記録ヘッドが製造される。
【００４８】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、インクジェット式記録ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。上述した実施形態１では、流路形成基板１０及び流路形成基板用ウェハ１１０として、結晶面方位が（１１０）面のシリコン単結晶基板を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、結晶面方位が（１００）面のシリコン単結晶基板を用いるようにしてもよく、また、ＳＯＩ基板、ガラス等の材料を用いるようにしてもよい。
【００４９】
また、これら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９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。
【００５０】
図９に示すように、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。そして、駆動モータ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３に沿ってプラテン８が設けられている。このプラテン８は図示しない紙送りモータの駆動力により回転できるようになっており、給紙ローラ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。
【００５１】
なお、上述した実施形態では、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挙げて説明したが、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、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッド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、液晶ディスプレー等のカラーフィルタ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が挙げられる。
【００５２】
さらに本発明は、液体噴射ヘッド（インクジェット式記録ヘッド等）に搭載されるアクチュエータだけでなく、あらゆる装置に搭載されるアクチュエータに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るアクチュエータ部分の平面図及び断面図である。
【図４】アクチュエータの変形例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図６】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】一実施形態に係るインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  流路形成基板、  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、  ３０  保護基板、  ３１  リザーバ部、  ３２  圧電素子保持部、  ４０  コンプライアンス基板、  ６０  下電極膜、  ６１除去部、  ７０  圧電体層、  ７１  溝部、  ７５  低誘電体層、  ８０  上電極膜、  ９０  リード電極、  １００  リザーバ、  １１０  流路形成基板用ウェハ、  １３０  保護基板用ウェハ、  ３００  圧電素子、  ３２０  圧電体能動部、  ３３０  応力緩和部
【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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