JP2008246789A - 液体吐出ヘッドの製造方法、画像形成装置、及び圧電素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】圧電素子の高精度化、高密度化を実現可能とする。
【解決手段】圧電素子の変位を利用して圧力室内の液体を加圧し、前記圧力室に連通するノズルから液滴を吐出する液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記圧力室に相当する空間部が形成される構造体上に、前記圧電素子となる第１電極層、圧電体層、及び第２電極層を順次積層する工程と、前記第２電極層上にマスク層を形成し、前記マスク層が形成される面に対して前記空間部を投影した投影空間部の内側領域より小さな領域にマスクが残るように前記マスク層をパターニングする工程と、前記パターニング後のマスク層を介して、少なくとも前記第２電極層及び前記圧電体層をドライエッチングによりパターニングする工程と、を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法を提供することにより、前記課題を解決する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液体吐出ヘッドの製造方法、画像形成装置、及び圧電素子の製造方法に係り、特に、圧電素子の変位を利用してインク吐出を行う液体吐出ヘッドの製造技術に関する。

インクジェット記録装置は、インクジェットヘッドに形成される複数のノズルからそれぞれインク滴を吐出することにより記録を行うものであり、記録動作時の騒音が低く、ランニングコストが安く、多種多様の記録媒体に対して高品質な画像を記録することが可能であることなどから幅広く利用されている。インク吐出方式としては、圧電素子の変位を利用した圧電方式や、発熱素子で生じる熱エネルギーを利用したサーマル方式がある。

一般に、圧電方式のインクジェットヘッドは、複数のノズルと、各ノズルにそれぞれ連通する圧力室と、各圧力室の壁面を構成する振動板と、各圧力室に対応する圧電素子とを備え、圧電素子の変位に応じて振動板を変形させることにより、圧力室内のインクを加圧して、ノズルからインク滴を吐出する。

従来より、インクジェットヘッドの製造方法として、振動板上に圧電素子を直接形成する方法が知られている。例えば、特許文献１では、圧力室（液室）に相当する開口部が形成された基板上に振動板を接合し、振動板上に下部電極層、圧電体層、上部電極層を順次積層してから、上部電極層、圧電体層を順次パターニングすることにより、各開口部に対応する位置に圧電素子を形成している。

ＦｅＲＡＭ等の半導体デバイスにおいて、強誘電体や高誘電体、白金などの電極材料は、難エッチング材料と呼ばれ、加工が困難な材料である。一般的に難エッチング材料の加工には、ドライエッチングが多く用いられている。しかしながら、難エッチング材料のドライエッチングでは、例えば、図１４（ａ）に示すように、基板９００上の白金層９０２の表面にレジスト９０４を形成し、そのレジスト９０４をマスクとしてドライエッチングにより白金層９０２をパターニングしようとすると、エッチング時に生じる白金やレジストの成分がレジスト９０４又は白金層９０２の側壁に再付着してしまう影響などにより、図１４（ｂ）に示すようなレジスト９０４の形状に対応した異方性形状（エッチング面に対して垂直な側壁面をもつ形状）にパターニングすることはできず、図１４（ｃ）に示すようなテーパ状にパターニングされてしまい、寸法精度の低下を招きやすいという問題がある（例えば、非特許文献１参照）。
特開２００５−３４９７１３号公報 斧高一、第７節 「高誘電体/電極材料エッチング技術」、２００４半導体テクノロジー大全、、電子ジャーナル、p.334

特許文献１に記載される製造方法では、上部電極層をドライエッチングにより、圧電体層をウェットエッチングにより、それぞれ各開口部に対応する位置にパターニングしている。しかしながら、ウェットエッチングでは、パターニングによって個別化された圧電体の側面は異方性形状とならずにテーパ状で、しかもその表面は平坦とならずにガタガタとなってしまう問題がある。

一方、ドライエッチングでは、上述したように側壁付着膜（側壁デポ膜）の付着による影響によって異方性形状にパターニングすることはできず、高精度化は難しい問題がある。また、エッチングレートとレジスト選択比はトレードオフの関係にあるため、レジストとの選択比を考慮すると、圧電体や電極のエッチングレートを上げることができない。その対策として、ハードマスクを用いる方法が考えられるが、ハードマスクを形成する工程が必要となるとともに、エッチング後に不要となったハードマスクを剥離するために工程の工夫が必要となり、工程の増加や複雑化によって製造コストが上がるという問題もある。

このように従来の製造方法では、圧力室の壁面を構成する振動板上に圧電素子を形成する際、圧電素子となる圧電体や電極の寸法制御性が悪く、圧電素子の高精度化や高密度化が難しいという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、圧電素子となる圧電体や電極の寸法制御性を向上させ、圧電素子の高精度化、高密度化を可能とする液体吐出ヘッドの製造方法、画像形成装置、及び圧電素子の製造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、圧電素子の変位を利用して圧力室内の液体を加圧し、前記圧力室に連通するノズルから液滴を吐出する液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記圧力室に相当する空間部が形成される構造体上に、前記圧電素子となる第１電極層、圧電体層、及び第２電極層を順次積層する工程と、前記第２電極層上にマスク層を形成し、前記マスク層が形成される面に対して前記空間部を投影した投影空間部の内側領域より小さな領域にマスクが残るように前記マスク層をパターニングする工程と、前記パターニング後のマスク層を介して、少なくとも前記第２電極層及び前記圧電体層をドライエッチングによりパターニングする工程と、を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法を提供する。

本発明によれば、圧力室に相当する空間部の内側に対応する領域ではその外側（圧力室隔壁部）に対応する領域に比べてエッチング量が少なくなるので、圧電素子となる圧電体や電極を異方性形状にパターニングすることができ、これらの寸法制御性が向上し、圧電素子の高精度化、高密度化を実現することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記第２電極層上に形成されたマスク層を他のマスクを介さずに直接ドライエッチングによりパターニングすることを特徴とする。

請求項２の態様によれば、露光や現像などのフォトリソ工程を行うことなくマスク層をドライエッチングによりパターニングすることができるので、工程削減により低コスト化を図ることができる。また、アライメントが不要となるので、圧電素子の高精度化を図ることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記構造体は、前記圧力室に相当する空間部が形成された流路基板上に振動板が配置されたものであり、前記振動板上に前記第１電極層、前記圧電体層、及び前記第２電極層が順次積層されることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記構造体は、第１のシリコン基板、シリコン酸化膜、及び第２のシリコン基板が順次積層されたＳＯＩ基板と、前記ＳＯＩ基板の前記第２のシリコン基板の表面に形成された絶縁層とから構成されることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記圧力室に相当する空間部は、前記第１のシリコン基板に形成された開口部であり、前記振動板は、前記シリコン酸化膜、前記第２のシリコン基板、及び前記絶縁層から構成されることを特徴とする。

また前記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載された液体吐出ヘッドの製造方法によって製造された液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。

圧電素子が高密度化された液体吐出ヘッドによって画像品質の向上を図ることができる。

また前記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、誘電体層を有するとともに開口部が形成された導体基板上の前記開口部の開口側とは反対側の面に電極層、圧電体層を順次積層する工程と、前記圧電体層上にマスク層を形成し、前記マスク層が形成される面に対して前記開口部を投影した投影開口部の内側領域より小さな領域にマスクが残るように、前記マスク層をパターニングする工程と、前記パターニングされたマスク層を介して前記電極層、圧電体層をドライエッチングによりパターニングする工程と、を有することを特徴とする圧電素子の製造方法を提供する。

本発明によれば、圧力室に相当する空間部の内側に対応する領域ではその外側（圧力室隔壁部）に対応する領域に比べてエッチング量が少なくなるので、圧電素子となる圧電体や電極を異方性形状にパターニングすることができ、これらの寸法制御性が向上し、圧電素子の高精度化、高密度化を実現することが可能となる。

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

〔インクジェットヘッド〕
まず、本発明に係る液体吐出ヘッドの一実施形態であるインクジェットヘッドの構成について説明を行う。

図１は、本実施形態のインクジェットヘッドの要部構成を示した断面図である。図１に示すように、本実施形態のインクジェットヘッド１０は、ノズルプレート１２と、流路基板１４と、圧電アクチュエータ１６とを備えており、流路基板１４の下面にノズルプレート１２が接着されるとともに、流路基板１４の上面に圧電アクチュエータ１６が形成される。

ノズルプレート１２は、例えば、流路基板１４と同様にＳｉ、石英やパイレックス（登録商標）などのガラス、ＳＵＳやＮｉ等の金属材料で構成されていてもよいし、ポリイミド等の非金属材料で構成されていてもよい。本発明の実施に際して、ノズルプレート１２の構成材料は特に限定されるものではない。

ノズルプレート１２には、インクの吐出口となるノズル（ノズル孔）２０が形成されている。図示の例では、ノズル孔２０の形状は円筒状（ストレート状）に構成されている。ノズル孔２０の形状は本例に限定されず、例えば、テーパ状やラッパ状でもよい。なお、図示は省略したが、ノズルプレート１２には複数のノズル孔２０が２次元的に配列された状態で設けられている。

流路基板１４はシリコン基板（Ｓｉ基板）で構成され、複数の圧力室２２が形成されている。圧力室２２の側壁部は流路基板１４によって構成されるとともに、圧力室２２の下面はノズルプレート１２で構成され、圧力室２２の上面は圧電アクチュエータ１６の一部を構成する振動板１８で構成される。

各圧力室２２はノズルプレート１２の各ノズル孔２０に対応して設けられており、それぞれ対応する圧力室２２とノズル孔２０は連通している。圧力室２２は、ノズル２０から吐出するためのインクが充填される空間部である。インクジェットヘッド１０には、複数の圧力室２２に連通する共通流路（不図示）が設けられており、共通流路から各圧力室２２に対してインクが分配供給される。

圧電アクチュエータ１６は、振動板１８と、各圧力室２２にそれぞれ対応して設けられる複数の圧電素子２４とから構成される。振動板１８は、シリコン基板（Ｓｉ基板）２６と、その両面に配置されたシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜）２８、３０とから成り、シリコン基板２６の下面側のシリコン酸化膜２８はＢｏｘ層（エッチングストップ層）として機能するとともに、その上面側のシリコン酸化膜３０は絶縁層として機能する。振動板１８は、複数の圧力室２２に跨る領域にわたって形成されており、各圧力室２２の一壁面（上面）を構成する。

振動板１８上（絶縁層３０側）には、各圧力室２２に対向する位置にそれぞれ圧電素子２４が配置される。圧電素子２４は、下部電極３２、圧電体３４、及び上部電極３６とから構成される。つまり、圧電素子２４は、下部電極３２及び上部電極３６間に圧電体３４が挟まれた構造となっている。圧電体３４は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）で構成され、各電極３２、３６は白金（Ｐｔ）又はイリジウム（Ｉｒ）で構成される。

なお、本発明の実施に際しては圧電素子２４を構成する圧電材料は本例に限定されるものではなく、例えば、チタン酸バリウム等の他の圧電材料を適用することも可能である。また、各電極３２、３６を構成する電極材料についても本例に限定されるものではなく、例えば、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）等を適用することも可能である。

下部電極３２及び上部電極３６のいずれか一方の電極を個別電極（アドレス電極）とし、他方の電極を共通電極（グランド電極）とすることが可能である。上部電極３６及び下部電極３２の間に配置される圧電体３４の分極方向（配向方向）に応じて、個別電極にプラス電圧を印加しても分極方向と同方向の電界が印加されるように構成することが好ましい。これにより、駆動ＩＣや電源のコスト低減を図ることができる。

特に、スパッタ法で圧電体３４が形成される場合には、下部電極３２から上部電極３６に向かう方向が圧電体の分極方向となるため、下部電極３２を個別電極とする態様が好ましい。

シリコン基板２６と下部電極３２の間には、シリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜）で構成される絶縁層３０が配置される。絶縁層３０は、シリコン炭窒化膜（ＳｉＣＮ膜）、酸化ジルコニウム膜（ＺｒＯ_２膜）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ膜）などで構成されていてもよい。これらの中でも、絶縁層３０としては、安価でプロセスが容易なことから、シリコン基板２６を熱酸化して得られるシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜）が好ましい。このようにシリコン基板２６と下部電極３２の間に絶縁層３０を配置することによって、複数の下部電極３２間での電流リークを抑えることができ、電気的クロストークや消費電力の増大を防止することができる。

かかる構成によって、下部電極３２及び上部電極３６間に挟まれる圧電体３４に所定の電界が印加されると、圧電体３４の変位に応じて振動板１８が変形し、圧力室２２内のインクが加圧され、その圧力室２２に連通するノズル２０からインク滴が吐出される。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法の一例としてインクジェットヘッド１０の製造方法について説明する。

図２は、インクジェットヘッド１０の製造方法の一例（第１の製造方法）を示した工程図である。

まず、図２（ａ）に示すように、表面に絶縁層５８が形成されたＳＯＩ基板５０を用意する。ＳＯＩ基板５０は、シリコン基板（Ｓｉ基板）で構成される支持体５２と、シリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜）で構成されるＢｏｘ層５４と、シリコン基板（Ｓｉ基板）で構成される活性層５６とから構成される多層基板である。絶縁層５８は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜）であることが望ましく、その厚さは１００ｎｍ〜１μｍ程度（例えば、３００ｎｍ）である。シリコン酸化膜は、熱酸化、スパッタ、ＣＶＤ等の方法で形成することが可能である。

次に、図２（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板５０の支持体５２に対して圧力室２２に相当する開口部６０を形成する。具体的な開口部６０の形成方法は以下のとおりである。

まず、支持体（Ｓｉ基板）５２表面全体へのレジストの塗布、プリベーク、露光、現像、ポストベークの各プロセスを順に実施する。各プロセス条件はレジストの種類や膜厚に応じて決定すればよい。また、レジストの厚さはエッチング深さとプラズマ耐性から決めればよい。例えば、シリコンを３００μｍエッチングする場合には、レジストを５μｍ〜５０μｍの厚さで形成すればよい。次に行われるシリコンエッチングの選択比に応じてレジストの膜厚を決定することが好ましい。レジストに代えて、酸化膜、窒化膜、金属などのハードマスクを用いてもよい。レジストは圧力室２２に対応する部分に開口領域が形成されるようにパターニングを行う。続いて、上記のようにしてパターニングされたレジストをマスクとして、支持体（Ｓｉ基板）５２に対してドライエッチングを行い、圧力室２２に相当する開口部６０を形成する。ドライエッチングの方法としては、例えば、エッチングと保護膜形成を繰り返し行いながらシリコンを深く加工する方法や、エッチングガスにフッ素ガスを用い、保護膜形成用に酸素やＣＦ系のフッ素ガスを添加しエッチングする方法などがある。この際、Ｂｏｘ層（ＳｉＯ_２膜）５４がエッチングストップ層として機能するので、支持体（Ｓｉ基板）５２のレジストで被覆されていない領域（即ち、圧力室２２に対応する領域）のみがエッチングされて除去され、Ｂｏｘ層５４を底面とする開口部６０が支持体５２に形成される。このように支持体５２に開口部６０を形成した後、レジストを酸素プラズマを用いたアッシングや専用のレジスト剥離液を用いてレジストを除去する。

こうして、図２（ｂ）に示すように、活性層５６表面に絶縁層５８が形成されるとともに支持体５２に開口部６０が形成されたＳＯＩ基板５０を得ることができる。なお、上述した開口部６０の形成方法では、シリコンのエッチングにレジストマスクを使用したが、レジストよりも選択性の高い材料をマスク材として用いてもよい。例えば、酸化膜（ＳｉＯ_２膜）、窒化膜（ＳｉＮ膜）、金属（アルミ、クロム、チタン等）のハードマスクを用いてもよい。

なお、本製造方法では、絶縁層５８付きのＳＯＩ基板５０の支持体５２に圧力室２２に相当する開口部６０を形成しているが、本発明の実施に際しては本例に限定されるものではない。例えば、シリコン基板５２に対して圧力室２２となる開口部（貫通穴）６０を形成するともに、他のシリコン基板５６の両面にシリコン酸化膜５４、５８を形成し、シリコン基板５６及びシリコン酸化膜５４、５６から成る振動板１８（図１参照）をシリコン基板５２上に接合するようにしてもよい。

また、図示の例では、支持体５２に形成される開口部６０は、その全領域がＳＯＩ基板５０の絶縁層５８が形成される面とは反対側の面に開口するように形成されているが、本発明の実施に際しては本例に限定されず、例えば、支持体５２の内部に空洞部が形成された中空構造や、空洞部の一部が開口している構造でもよい。つまり、少なくともＳＯＩ基板５０に圧力室２２に相当する空間部が形成されていればよい。

次に、図２（ｃ）に示すように、ＳＯＩ基板５０上に形成された絶縁層５８の表面全体に、下部電極層６２、圧電体層６４、上部電極層６６を順次形成する。各電極層６２、６６の形成方法としては、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）などの電極材料をスパッタ、蒸着などの方法で成膜すればよい。特に、本発明では、電極材料として白金やイリジウムが好適である。また、圧電体層６４の形成方法としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの圧電材料をスパッタ、蒸着、ＣＶＤ、ゾルゲル法などの方法で成膜すればよい。

次に、図２（ｄ）に示すように、上部電極層６６上にレジスト層６８を形成し、続いて、図２（ｅ）に示すように、レジスト層６８が形成される面（上部電極層６６表面）に対して開口部６０を投影した投影開口部の内側領域より小さな領域にレジストが残るようにレジスト層６８をパターニングする。具体的なパターニング方法を以下に示す。

図３は、レジスト層６８のパターニング工程を示した詳細図である。図３（ａ）に示すように、上部電極層６６の表面全体へのレジストの塗布によりレジスト層６８を形成し、プリベークを行った後、図３（ｂ）に示すように、マスク６９を介してレジスト層６８に対して露光を行う。その後、レジスト層６８を現像し、ポストベークを行う。こうして、図３（ｃ）に示すように、開口部６０に対向する位置にレジスト６８′が形成される。レジストの塗布、プリベーク、露光、現像、ポストベークの各プロセス条件はレジストの種類や膜厚に応じて決定すればよい。レジスト層６８の厚さ（膜厚）は１μｍ〜３０μｍ程度にすればよく、詳しくは、各電極層６２、６６と圧電体層６４の厚さより決めればよい。例えば、電極層６２（又は６８）のみをエッチングする場合には、電極層６２の厚さが１００〜５００ｎｍ程度である場合には、レジスト層６８の厚さは１〜３μｍとすればよい。より具体的には電極層６２の厚さが２００ｎｍの場合には、レジスト層６８の厚さを２μｍとすればよい。また、圧電体層６４と電極層６２（又は６８）を一緒（連続又は一括）にエッチングする場合は、電極層６２の厚さは圧電体層６４に比べて十分に薄いので、電極層６２をそれほど考慮する必要は無く、例えば、圧電体層６４の厚さが３μｍの場合には、レジスト層６８の厚さを１０μｍ程度にすればよい。

図４は、レジストのパターニング方法の一例を示した説明図であり、レジスト層６８が配置される面（上部電極層６６表面）にパターニング後のレジスト６８′及び開口部６０を投影した平面透視図である。

本発明においては、図４に示すように、レジスト層６８が配置される面に投影された開口部６０（以下、「投影開口部６０′」と称する。）の縁部に接することなく、その内側領域に、パターニング後のレジスト６８′が完全に含まれるようにパターニングを行う点を特徴としている。図示の例では、レジスト６８′は投影開口部６０′と相似形となっているが、後述するように、本発明の実施に際しては本例に限定されるものではない。本発明においては、パターニング後のレジスト６８′の一辺（又は径）が投影開口部６０′の対応する一辺（又は径）より９５％〜５０％、好ましくは９５％〜８０％となるようにパターニングを行うことが好ましい。

図５は、レジストのパターニング方法の他の例を示した説明図である。図５（ａ）は、円形状の投影開口部６０′Ａの内側領域に正方形状にパターニングされたレジスト６８′Ａが配置された例である。図５（ｂ）は、正方形状の投影開口部６０′Ｂの内側領域に円形状にパターニングされたレジスト６８′Ｂが配置された例である。図５（ｃ）は、六角形状の投影開口部６０′Ｃの内側領域に正方形状にパターニングされたレジスト６８′Ｃが配置された例である。図５（ｄ）は、平行四辺形状の投影開口部６０′Ｄの内側領域に正方形状にパターニングされたレジスト６８′Ｄが配置された例である。

このように本発明の実施に際しては、開口部６０（投影開口部６０′）やパターニング後のレジスト６８′の形状は特に限定されるものではなく、上述した関係、即ち、投影開口部６０′の内側領域にレジスト６８′が完全に含まれるようにパターニングされていればよい。次の工程で行われるドライエッチングによりパターニングされた上部電極や圧電体の側面がエッチング面に対して垂直となるような異方性形状を得ることができ、寸法制御性が向上し、圧電素子の高精度化、高密度化が可能となる。

本製造方法において、レジスト６８′の耐熱性を向上させるため、ＵＶキュアを行ってもよい。また、レジストマスクに代えて、酸化膜、窒化膜、アルミ、クロム、チタン、窒化チタン、酸化チタンなどのハードマスクを用いてもよい。

次に、上記のようにしてパターニングされたレジスト６８′をマスクとして、上部電極層６６、圧電体層６４、下部電極層６２の順でそれぞれドライエッチングを行う。ドライエッチングが行われると、図２（ｆ）に示すように、レジスト６８′の形状に対応した異方性形状の上部電極６６′、圧電体６４′、及び下部電極６２′を得ることができる。

なお、下部電極層６２を共通電極とする場合には、下部電極層６２をドライエッチングしない態様もある。

エッチング装置は、誘電結合方式（Inductive Coupling Plasma:ICP）、反応性イオンエッチング装置、磁場強化型ＩＣＰ、ＲＩＥの他ＥＣＲなどの装置で行えばよい。

図６は、エッチング装置の概略図である。図６に示すエッチング装置は、チャンバ７０内へのプロセスガス（反応ガス）の供給手段７２と、チャンバ７０の内部ガスの排気手段７４とを備え、チャンバ７０上面の誘電体窓７６の上にアンテナ７８が設置され、そのアンテナ７８にプラズマ発生用のＲＦ電源（アンテナ電源）８０が接続されている。更に、チャンバ７０内には基板８２を保持するステージ８４には静電チャックが設けられており、ステージ８４にバイアス印加用のＲＦ電源（バイアス電源）８６が接続されている。

上部電極層６６（又は下部電極層６２）をエッチングする場合、基板８２をステージ８４に設置する。チャンバ７０内にプロセスガスとして塩素とアルゴンの混合ガスを導入する。プロセスガスとしては、塩素に代えて、ＢＣｌ_３、ＨＢｒ、ＳＦ_６、ＣＦ_４を用いてもよい。また、酸素や窒素などを添加してもよい。更に、塩素とＢＣｌ_３、Ａｒ、酸素などの混合ガスや前記ガスを複数混合して使用してもよい。そして、アンテナ７８にＲＦを印加しプラズマを生成し、ステージ８４へバイアス用のＲＦを印加することでエッチングを行う。例えば、アンテナ用のＲＦ電源８０は１３．５６ＭＨｚを使用し、バイアス用のＲＦ電源８６には４００ｋＨｚの周波帯を使用する。アンテナ用のＲＦは、１３．５６ＭＨｚのほかに２７ＭＨｚなど高周波帯を用いてもよく、更に、パルス駆動させて使用してもよい。バイアス電源は低周波電源としては、２００ｋＨｚ〜８００ｋＨｚを使用すればよく、パルス駆動して使用してもよい。

代表的なエッチング条件は、以下のとおりである。プロセスガスは、塩素を１０％〜６０％と、アルゴンを４０％〜９０％の混合ガスを用いる。例えば、塩素の流量を２０ｓｃｃｍ、アルゴンを８０ｓｃｃｍとすればよい。プロセスガスの圧力は、０．１〜１Ｐａとする。例えば、０．２Ｐａにすればよい。アンテナＲＦ電力は３５０〜１０００Ｗで、例えば５００Ｗにする。基板バイアス電力は５０〜５００Ｗで、例えば１５０Ｗにする。レジストマスクを用いる場合、ステージ２１４の温度は−２０〜１５０℃で、特に５℃にすればよい。レジストマスク以外のハードマスクを用いる場合には、２００〜４００℃に加熱すればよい。

圧電体層６４をエッチングする場合、基板８２をステージ８４に設置する。チャンバ７０内にプロセスガスとして塩素とアルゴンの混合ガスを導入する。プロセスガスとしては、塩素に代えて、ＢＣｌ_３、ＨＢｒ、ＳＦ_６、ＣＦ_４、ＣＨＦ_３、Ｃ_４Ｆ_８を用いてもよい。また、酸素や窒素などを添加してもよい。更に、塩素とＣ_４Ｆ_８、Ａｒ、酸素などの混合ガスのように前記ガスを複数混合して使用してもよい。そして、アンテナ７８にＲＦを印加しプラズマを生成し、ステージ８４へバイアス用のＲＦを印加することでエッチングを行う。例えば、アンテナ用のＲＦ電源８０は１３．５６ＭＨｚを使用し、バイアス用のＲＦ電源８６には１３．５６ＭＨｚを使用する。アンテナ用のＲＦは、１３．５６ＭＨｚのほかに２７ＭＨｚなど高周波帯を用いてもよく、更に、パルス駆動させて使用してもよい。バイアス用のＲＦ電源８６には、低周波電源としては、２００ｋＨｚ〜８００ｋＨｚを使用すればよく、パルス駆動して使用してもよい。

代表的なエッチング条件は、以下のとおりである。プロセスガスは、塩素を１０％〜６０％と、アルゴンを４０％〜９０％の混合ガスを用いる。例えば、塩素の流量を２０ｓｃｃｍ、アルゴンを８０ｓｃｃｍとすればよい。プロセスガスの圧力は、０．１〜５Ｐａとする。例えば、１．０Ｐａにすればよい。アンテナＲＦ電力は３５０〜１０００Ｗで、例えば５００Ｗにする。基板バイアス電力は５０〜５００Ｗで、例えば１５０Ｗにする。レジストマスクを用いる場合、ステージ２１４の温度は−２０〜１５０℃で、特に５℃にすればよい。レジストマスク以外のハードマスクを用いる場合には、２００〜４００℃に加熱すればよい。

上記のようなエッチング装置を用いたドライエッチングによってパターニングされた上部電極６６′、圧電体６４′、下部電極６２′を得た後（図２（ｆ）参照）、アッシングや剥離液を用いてレジスト６８′を除去する。必要な場合には、ポリマー除去液などを用いてレジスト残渣を除去してもよい。

こうして、図２（ｇ）に示すように、圧力室２２に相当する開口部６０に対向する位置に圧電素子２４となる下部電極６２′、圧電体６４′、及び上部電極６６を形成することができる。

最後に、図２（ｈ）に示すように、ＳＯＩ基板５０の下面側に、別途作製したノズルプレート１２を接合する。接合方法としては、陽極接合、共晶接合、常温接合や接着などが可能である。こうして、本実施形態のインクジェットヘッド１０が完成する。

図７は、本発明の原理を説明するための説明図である。図７（ａ）は、図６に示したエッチング装置の一部を表した模式図であり、ステージ８４上に設置されたＳＯＩ基板５０側にプラズマ中のイオンを引き込んでドライエッチングが行われる様子を示している。なお、説明を簡略化するため、図７（ａ）中、ＳＯＩ基板５０に形成される絶縁層５８、下部電極層６２、圧電体層６４、上部電極層６６、レジスト層６８の図示を省略している（図２参照）。

図７（ｂ）は、図７（ａ）に示した等価回路図である。また、図７（ｃ）、（ｄ）は、それぞれイオン電流値、エッチング量の分布を示したグラフであり、これらグラフの横軸は、図中破線で示すように、図７（ｂ）の等価回路図に示したシリコン基板５２の水平位置と対応している。図７（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板５０に形成されるＢｏｘ層（ＳｉＯ_２膜）５４は誘電体層であるためＳＯＩ基板５０の各位置ではコンデンサとして機能するとともに、ＳＯＩ基板５０に形成される開口部６０がコンデンサとして機能する。よって、開口部６０の内側領域Ｐに対応する位置では高インピーダンス部となり、開口部６０外側領域（隔壁部）Ｑに対応する位置では低インピーダンス部となる。このため、図７（ｃ）に示すように、開口部６０の内側領域Ｐに対応する位置では開口部６０外側領域Ｑに対応する位置に比べてイオン電流値が低くなる現象が生じる。上述したように、エッチング時にはプラズマ中のイオンをＳＯＩ基板５０側に引き込んでエッチングが行われるため、イオン電流値の値に応じてエッチング量に変化が生じる。つまり、図７（ｄ）に示すように、開口部６０の内側領域Ｐに対応する位置では開口部６０の外側領域Ｑに対応する位置に比べてエッチング量が少なくなる。

図８は、本発明の効果を説明するための説明図である。図８（ａ）、（ｂ）はそれぞれ開口部２００が形成された流路基板（シリコン基板）２０２上に振動板２０４（シリコン基板の両面にシリコン酸化膜（誘電体層）が形成されたもの）が接合された構造体２０６上（即ち、振動板２０４上）に電極層２０８を形成し、更に、電極層２０８上に開口部２００に対応する位置に所定形状のレジスト２１０が形成された様子を表している。

図８（ａ）は、開口部２００の幅よりレジスト２１０の幅が大きく形成される場合、具体的には、レジスト２１０が配置される面（電極層２０８の表面）に対して開口部２００を投影した投影開口部（不図示）の外側領域にレジスト２１０の側端部（図８（ａ）において左右端部）がはみ出している場合を表している。上述したように、開口部２００の外側領域に対応する位置は低インピーダンス部であり、レジスト２１０が形成されない領域と同等のイオン電流値が流れるため、開口部６０の内側領域に対応する位置に比べてエッチング量は多くなる。したがって、レジスト２１０の側端部では、図１４に示した場合と同様、側壁デポ膜の付着の影響を受けやすく、図８（ｂ）の右図に示すように、エッチング後の形状は異方性形状とならずにテーパ状となってしまう。

図８（ｂ）は、開口部２００の幅よりレジスト２１０の幅が小さく形成される場合、具体的には、レジスト２１０が配置される面（電極層２０８の表面）に対して開口部２００を投影した投影開口部（不図示）の縁部に接することなく、その内側領域にレジスト２１０が含まれる場合を表している。上述したように、開口部２００の内側領域に対応する位置は高インピーダンス部であり、開口部２００の外側領域に対応する位置に比べてイオン電流値は低くエッチング量も少ない。このため、開口部２００の内側領域に対応する位置に存在するレジスト２１０の側端部（図８（ｂ）において左右端部）はエッチングされにくくなり、その結果、図８（ｂ）の右図に示すように、レジスト２１０の形状に対応した異方性形状に電極層２０８をパターニングすることができる。

なお、図示は省略するが、開口部２００とレジスト２１０が同幅である場合、具体的には、レジスト２１０が配置される面（電極層２０８の表面）に対して開口部２００を投影した投影開口部（不図示）とレジスト２１０が完全に一致する場合には、図７（ｃ）から分かるように、レジスト２１０の側端部に一致する開口部２００（６０）の縁部では開口部２００の外側領域に対応する位置と同等のイオン電流値が流れるため、図８（ａ）の右図に示したようなテーパ状にエッチングされやすい。よって、レジスト２１０が配置される面（電極層２０８の表面）に対して開口部２００を投影した投影開口部と完全に一致しないようにレジスト２１０が形成されることが好ましい。

本製造方法では、上記のような原理を利用して、圧力室に相当する空間部（開口部）より小さなマスクパターンを介してドライエッチングを行うことにより、圧電素子となる電極や圧電体を異方性形状にエッチングすることができる。このため、寸法制御性が高く、圧電素子の高精度化、高密度化が可能となる。

図９は、本実施形態のインクジェットヘッド１０の製造方法の他の例（第２の製造方法）を示した工程図である。図９中、図２と共通する部分には同一番号を付している。

まず、ＳＯＩ基板５０の活性層５６表面に絶縁層（ＳｉＯ_２膜）５８を形成し（図９（ａ））、圧力室２２に相当する開口部６０を支持体５２に形成し（図９（ｂ））、絶縁層５８の表面全体に下部電極層６２、圧電体層６４、上部電極層６６を順次形成し（図９（ｃ））、更に、上部電極層６６の表面全体にレジスト層６８を塗布してベークを行うまでの工程については、上述した第１の製造方法（図２（ａ）〜（ｃ）参照）と同様であるので説明を省略する。

本製造方法では、図９（ｄ）に示すように、上部電極層６６の表面全体にレジスト層６８を塗布してベークを行った後、レジスト層６８に対して直接ドライエッチングを行う点を特徴としている。つまり、図３に示したような露光や現像などのフォトリソ工程を行わない点で第１の製造方法と異なる。図７で説明したように、開口部６０の内側領域に対応する位置では開口部６０の外側領域に対応する位置に比べてエッチング量が少なくなるという現象を利用することによって、第１の製造方法のようなフォトリソ工程を介さずに（図３参照）、レジスト層６８に対して直接ドライエッチングを行うだけで、図９（ｅ）に示すように、開口部６０の内側領域に対応する位置にレジスト６８′を形成することができる。

この後の工程は第１の製造方法と同様であり（図２（ｆ）〜（ｈ）参照）、パターニング後のレジスト６８′をマスクとして上部電極層６６、圧電体層６４、下部電極層６２のドライエッチングを順次行い（図９（ｆ））、レジスト６８′を剥離し（図９（ｇ））、別途作成したノズルプレート１２を接合する（図９（ｈ））。こうして、本実施形態のインクジェットヘッド１０が完成する。

本製造方法によれば、露光や現像などのフォトリソ工程を行うことなくレジスト層６８をドライエッチングによりパターニングすることができるので、工程削減により低コスト化を図ることができる。また、アライメント（位置合わせ）が不要となるので、圧電素子２４の高精度化を図ることができる。

〔インクジェット記録装置〕
次に、本発明に係る画像形成装置としての一実施形態であるインクジェット記録装置について説明する。

図１０は、インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。図１０に示すように、このインクジェット記録装置１００は、インクの色毎に設けられた複数の記録ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙを有する印字部１１２と、各記録ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１１４と、記録紙１１６を供給する給紙部１１８と、記録紙１１６のカールを除去するデカール処理部１２０と、前記印字部１１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１１６の平面性を保持しながら記録紙１１６を搬送する吸着ベルト搬送部１２２と、印字部１１２による印字結果を読み取る印字検出部１２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部１２６と、を備えている。各記録ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙは図１に示したインクジェットヘッド１０にそれぞれ相当するものである。

図１０では、給紙部１１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１０のように、裁断用のカッター１２８が設けられており、該カッター１２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター１２８は、記録紙１１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃１２８Ａと、該固定刃１２８Ａに沿って移動する丸刃１２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃１２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃１２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター１２８は不要である。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１１８から送り出される記録紙１１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部１２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム１３０で記録紙１１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

デカール処理後、カットされた記録紙１１６は、吸着ベルト搬送部１２２へと送られる。吸着ベルト搬送部１２２は、ローラー１３１、１３２間に無端状のベルト１３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１１２のノズル面及び印字検出部１２４のセンサ面に対向する部分が平面をなすように構成されている。

ベルト１３３は、記録紙１１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（不図示）が形成されている。図１０に示したとおり、ローラー１３１、１３２間に掛け渡されたベルト１３３の内側において印字部１１２のノズル面及び印字検出部１２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー１３４が設けられており、この吸着チャンバー１３４をファン１３５で吸引して負圧にすることによってベルト１３３上の記録紙１１６が吸着保持される。

ベルト１３３が巻かれているローラー１３１、１３２の少なくとも一方にモータ（不図示）の動力が伝達されることにより、ベルト１３３は図１０において、時計回り方向に駆動され、ベルト１３３上に保持された記録紙１１６は、図１０の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト１３３上にもインクが付着するので、ベルト１３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部１３６が設けられている。ベルト清掃部１３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、吸着ベルト搬送部１２２に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。従って、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

吸着ベルト搬送部１２２により形成される用紙搬送路上において印字部１１２の上流側には、加熱ファン１４０が設けられている。加熱ファン１４０は、印字前の記録紙１１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１１６を加熱する。印字直前に記録紙１１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

印字部１１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている。印字部１１２を構成する各記録ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙは、本インクジェット記録装置１００が対象とする最大サイズの記録紙１１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている（図１１参照）。

記録紙１１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図１０の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した記録ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙが配置されている。記録紙１１６を搬送しつつ各記録ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部１１２によれば、紙搬送方向（副走査方向）について記録紙１１６と印字部１１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち、一回の副走査で）記録紙１１６の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

なお本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出する記録ヘッドを追加する構成も可能である。

図１０に示したように、インク貯蔵／装填部１１４は、各記録ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各記録ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

印字検出部１２４は、印字部１１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。

本例の印字検出部１２４は、少なくとも各記録ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列とからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。

印字検出部１２４は、各色の記録ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。

印字検出部１２４の後段には、後乾燥部１４２が設けられている。後乾燥部１４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。

多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部１４２の後段には、加熱・加圧部１４４が設けられている。加熱・加圧部１４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー１４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

このようにして生成されたプリント物は、排紙部１２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１００では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部１２６Ａ、１２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（不図示）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）１４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター１４８は、排紙部１２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター１４８の構造は前述した第１のカッター１２８と同様であり、固定刃１４８Ａと丸刃１４８Ｂとから構成されている。また、図示を省略したが、本画像の排出部１２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。

なお、インク色ごとに設けられている各記録ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号１５０によって記録ヘッドを示すものとする。

図１２（ａ）は、記録ヘッド１５０の構造例を示す平面透視図である。図１２（ａ）に示すように、本例の記録ヘッド１５０は、インク滴の吐出口であるノズル２０と、各ノズル２０に対応する圧力室２２等からなる複数のインク室ユニット（１ノズルに対応した記録素子単位となる液滴吐出素子）１６０を千鳥でマトリクス状（２次元的）に配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。

なお、記録紙１１６の搬送方向（副走査方向）と略直交する方向（主走査方向）に、記録紙１１６の全幅に対応する長さ以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図１２（ａ）の構成に代えて、図１２（ｂ）に示すように、複数のノズル２０が２次元に配列された短尺のヘッドユニット１５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで長尺化し、記録紙１１６の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。

各ノズル２０に対応して設けられている圧力室２２は、その平面形状が概略正方形となっている。各ノズル２０に対応して設けられている圧力室２２は、その平面形状が概略正方形となっている。各圧力室２２の略中央部にはそれぞれノズル２０が配置されるとともに、それらの隅部には供給インクの流入口（供給口）１５４が設けられている。

また、圧力室２２の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形（菱形、長方形など）、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。また、ノズル２０や供給口１５４の配置も図１２（ａ）、（ｂ）に示す配置に限定されない。

次に、インクジェット記録装置１００の制御系について説明する。

図１３は、インクジェット記録装置１００の制御系を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１００は、通信インターフェース１７０、システムコントローラ１７２、画像メモリ１７４、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８、プリント制御部１８０、画像バッファメモリ１８２、ヘッドドライバ１８４等を備えている。

通信インターフェース１７０は、ホストコンピュータ１８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース１７０にはシリアルインターフェースやパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。

ホストコンピュータ１８６から送出された画像データは通信インターフェース１７０を介してインクジェット記録装置１００に取り込まれ、一旦画像メモリ１７４に記憶される。画像メモリ１７４は、通信インターフェース１７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ１７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ１７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ１７２は、通信インターフェース１７０、画像メモリ１７４、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ１７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ１８６との間の通信制御、画像メモリ１７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ１８８やヒータ１８９を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ１７６は、システムコントローラ１７２からの指示に従ってモータ１８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ１７８は、システムコントローラ１７２からの指示に従って後乾燥部１４２その他各部のヒータ１８９を駆動するドライバである。

プリント制御部１８０は、システムコントローラ１７２の制御に従い、画像メモリ１７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（ドットデータ）をヘッドドライバ１８４に供給する制御部である。プリント制御部１８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ１８４を介して記録ヘッド１５０のインク滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

プリント制御部１８０には画像バッファメモリ１８２が備えられており、プリント制御部１８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ１８２に一時的に格納される。なお、図１３において画像バッファメモリ１８２はプリント制御部１８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ１７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部１８０とシステムコントローラ１７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

ヘッドドライバ１８４は、プリント制御部１８０から与えられるドットデータに基づいて各色の記録ヘッド１５０の圧電素子２４（図１参照）を駆動するための駆動信号を生成し、圧電素子２４に生成した駆動信号を供給する。ヘッドドライバ１８４には記録ヘッド１５０の駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

印字検出部１２４は、図１０で説明したように、ラインセンサを含むブロックであり、記録紙１１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつきなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部１８０に提供する。

プリント制御部１８０は、必要に応じて印字検出部１２４から得られる情報に基づいて記録ヘッド１５０に対する各種補正を行う。

以上、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法、画像形成装置、及び圧電素子の製造方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

インクジェットヘッドの要部構成を示した断面図 インクジェットヘッドの製造方法の一例を示した工程図 レジスト層のパターニング工程を示した詳細図 レジストのパターニング方法の一例を示した説明図 レジストのパターニング方法の他の例を示した説明図 エッチング装置の概略図 本発明の原理を説明するための説明図 本発明の効果を説明するための説明図 インクジェットヘッドの製造方法の他の例を示した工程図 インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図 インクジェット記録装置の印字部周辺を示した要部平面図 インクジェットヘッド（記録ヘッド）の構造例を示す平面透視図 インクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図 基板上の白金層をドライエッチングしたときの様子を示した説明図

符号の説明

１０…インクジェットヘッド、１２…ノズルプレート、１４…流路基板、１６…圧電アクチュエータ、１８…振動板、２０…ノズル、２２…圧力室、２４…圧電素子、５０…ＳＯＩ基板、５２…シリコン基板（支持体）、５４…シリコン酸化膜（Ｂｏｘ層）、５６…シリコン基板（活性層）、５８…絶縁層、６０…開口部、６２…下部電極層、６４…圧電体層、６６…上部電極層、６８…レジスト層、１００…インクジェット記録装置

Claims (7)

1. 圧電素子の変位を利用して圧力室内の液体を加圧し、前記圧力室に連通するノズルから液滴を吐出する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
   前記圧力室に相当する空間部が形成される構造体上に、前記圧電素子となる第１電極層、圧電体層、及び第２電極層を順次積層する工程と、
   前記第２電極層上にマスク層を形成し、前記マスク層が形成される面に対して前記空間部を投影した投影空間部の内側領域より小さな領域にマスクが残るように前記マスク層をパターニングする工程と、
   前記パターニング後のマスク層を介して、少なくとも前記第２電極層及び前記圧電体層をドライエッチングによりパターニングする工程と、
   を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
2. 前記第２電極層上に形成されたマスク層を他のマスクを介さずに直接ドライエッチングによりパターニングすることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
3. 前記構造体は、前記圧力室に相当する空間部が形成された流路基板上に振動板が配置されたものであり、
   前記振動板上に前記第１電極層、前記圧電体層、及び前記第２電極層が順次積層されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
4. 前記構造体は、第１のシリコン基板、シリコン酸化膜、及び第２のシリコン基板が順次積層されたＳＯＩ基板と、前記ＳＯＩ基板の前記第２のシリコン基板の表面に形成された絶縁層とから構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
5. 前記圧力室に相当する空間部は、前記第１のシリコン基板に形成された開口部であり、
   前記振動板は、前記シリコン酸化膜、前記第２のシリコン基板、及び前記絶縁層から構成されることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載された液体吐出ヘッドの製造方法によって製造された液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。
7. 誘電体層を有するとともに開口部が形成された導体基板上の前記開口部の開口側とは反対側の面に電極層、圧電体層を順次積層する工程と、
   前記圧電体層上にマスク層を形成し、前記マスク層が形成される面に対して前記開口部を投影した投影開口部の内側領域より小さな領域にマスクが残るように、前記マスク層をパターニングする工程と、
   前記パターニングされたマスク層を介して前記電極層、圧電体層をドライエッチングによりパターニングする工程と、
   を有することを特徴とする圧電素子の製造方法。

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