JP2013154611A - 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クラック等の不良発生を抑制し従来よりも効率的に製品を製造可能とする。
【解決手段】ノズル開口に連通する圧力発生室が形成された基板と、圧電体層と、圧電体層の前記基板側において形成された第１電極と、圧電体層の第１電極が形成された側とは逆側において形成された第２電極とを有する圧電素子と、を備える液体噴射ヘッドであって、前記圧電体層は、全て前記第１電極上に形成されている構成とした。また、前記第２電極は、前記圧力発生室毎に対応して形成され、各第２電極は連続して形成された前記圧電体層上の領域で互いに分離して形成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置に関する。

液体を噴射するためのノズル開口に連通する圧力発生室が形成された基板と、圧電体層、圧電体層の下方側に形成された下電極および圧電体層の上方側に形成された上電極を有する圧電素子と、を備える液体噴射ヘッドが知られている（特許文献１参照）。このような液体噴射ヘッドでは、下電極を複数の圧力発生室に対応する複数の圧電素子にとっての共通電極とし、上電極を圧力発生室毎に対応した個別電極としている。

特開２０１０‐４２６８３号公報

上記圧電素子の製造過程においては、下電極の下地となる層（酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）からなる絶縁体膜）上において、共通電極としての下電極を所定形状にパターニングして形成した後、下電極の所定範囲を覆うように圧電体層を成膜する。このとき、圧電体層のある一部は下電極の上面や側面に接して形成され、圧電体層のある一部は上記絶縁体膜に接して形成される。しかし、このように圧電体層のある部分は下電極上で成膜し、ある部分は絶縁体膜上で成膜する方法は、幾つかの課題を抱えていた。

まず一つは、絶縁体膜上で成膜された圧電体層は、下電極上で成膜された圧電体層と比較してひび割れ（クラック）等の不良が発生しやすいという点である。これは、成膜された圧電体層には自身が収縮しようとする応力が生じるのに対し、圧電体層が接する絶縁体膜は圧電体層を保持しようと働きかけるため、このような反発しあう力によって上記クラックが生じることがある。また、上記パターニングされた下電極と上記絶縁体膜とに対して圧電体層を積層する際、絶縁体膜上での圧電体層の結晶の異常成長を抑制することを目的として、従来は下電極のパターニング後であって圧電体層の成膜前に、チタン層を形成する工程等を実施していた。しかし、かかる従来手法は工数が多く複雑であり、液体噴射ヘッドの製造の効率化という点で改善の余地があった。

さらに、液体噴射ヘッドにおいては、極めて狭い範囲に下電極と上電極とが存在しているが、両電極間がショートしてしまうと製品として成立しない。そのため、当該ショートを避けつつ、上記クラックの発生抑制や製造の効率化を実現する必要がある。

本発明は少なくとも上記課題の一つを解決するためになされたものであり、圧電体層のクラックや電極間のショート等を含む各種不良の発生を抑制し、かつ従来よりも効率的に製造可能な液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置を提供する。

本発明の態様の一つは、ノズル開口に連通する圧力発生室が形成された基板と、圧電体層と、圧電体層の前記基板側において形成された第１電極と、圧電体層の第１電極が形成された側とは逆側において形成された第２電極とを有する圧電素子と、を備える液体噴射ヘッドであって、前記圧電体層は、全て前記第１電極上に形成されている。
当該構成によれば、圧電体層の下地は必ず第１電極であるため、絶縁体膜上で圧電体層が成膜される際に起こり得る圧電体層のクラック等の不良を避けることができる。また、圧電体層を成膜する前に第１電極をパターニングする工程や、絶縁体膜上での上記結晶の異常成長を抑制するための特殊な工程が不要となるため、液体噴射ヘッドを効率的に製造することができる。

本発明の態様の一つは、前記第２電極は、前記圧力発生室毎に対応して形成され、各第２電極は連続して形成された前記圧電体層上の領域で互いに分離して形成されているとしてもよい。当該構成によれば、第２電極は圧力発生室毎の個別電極である。また、各個別電極は、圧電体層上の領域で互いに分離して形成されているため、圧電体層が第１電極と第２電極との間の絶縁層となり、第１・第２電極間におけるショートが的確に防止される。

本発明の態様の一つは、液体噴射ヘッドは、前記第２電極毎に接続されたリード電極を有し、当該リード電極は、前記圧電体層が形成された範囲内に形成されているとしてもよい。当該構成によれば、第２電極毎に接続された各リード電極も圧電体層が形成された範囲内に存在するため、第１電極側とのショートが的確に防止される。

本発明の態様の一つは、液体噴射ヘッドは、前記圧力発生室間に略対応する領域において前記第２電極および前記圧電体層が除去された圧電体層の開口部と、前記第２電極を分離するために前記連続する圧電体層上で第２電極の一部が除去された第２電極の開口部とを有し、当該第２電極の開口部を形成する際に前記圧電体層の開口部の端部もエッチングの対象となる構成としてもよい。当該構成によれば、圧電体層上で第２電極の開口部を形成する際に、圧電体層の開口部の端部を含む範囲がエッチング対象となるため、形成された第２電極の開口部によって個別電極としての各第２電極は確実に分離される。

本発明の態様の一つは、前記圧電体層の開口部の端部は、前記圧力発生室の長手方向において圧力発生室の範囲の外側に位置するとしてもよい。前記圧電体層の開口部の端部は、当該開口部を形成する際のエッチングおよび第２電極の開口部を形成する際のエッチングの対象となる領域であるため、必要以上に薄膜化され剛性が低下するおそれがある。そのため、圧電体層の開口部の端部については、圧力発生室の長手方向において圧力発生室の範囲外に位置させることで、その部位におけるクラック等の不良発生を回避している。

本発明の態様の一つは、液体噴射ヘッドは、前記圧力発生室間に略対応する領域において前記第２電極および前記圧電体層が除去された圧電体層の開口部を有し、当該圧電体層の開口部は、前記圧力発生室の長手方向において圧力発生室の範囲の内側に形成されているとしてもよい。当該構成によれば、圧電体層の開口部を圧力発生室の長手方向において圧力発生室の範囲の内側に形成することで、圧力発生室の端部近傍における圧電素子の剛性を向上させ、当該圧力発生室の端部近傍での圧電体層のクラック等の不良発生を回避している。

本発明にかかる技術的思想は液体噴射ヘッドという形態のみで実現されるものではなく、例えば、上述したいずれかの態様の液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置も、一つの発明として把握することができる。また、上述したようないずれかの態様の圧電素子や液体噴射ヘッドや液体噴射装置の製造過程を含む製造方法（圧電素子の製造方法、液体噴射ヘッドの製造方法、液体噴射装置の製造方法など）の発明も把握することができる。

記録ヘッドの概略を示す分解斜視図である。 記録ヘッドの長手方向に平行な面による断面図である。 基板上の一部領域についての平面図である。 図３における各線による断面図である。 変形例にかかる基板上の一部領域についての平面図である。 インクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
１．液体噴射ヘッドの概略構成
図１は、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１（以下、記録ヘッド１）の概略を、分解斜視図により示している。
図２は、記録ヘッド１における圧力発生室１２の長手方向に平行な面であって一つの圧力発生室１２に対応する上電極膜４を通過する面による垂直断面図を示している。
記録ヘッド１は、基板（流路形成基板）１０を備える。基板１０は、例えばシリコン単結晶基板からなり、その一方側の面には、振動板５０が形成されている。振動板５０は、例えば、基板１０に接する酸化膜からなる弾性膜５１と、弾性膜５１とは異なる材料の酸化膜からなり弾性膜５１に積層される絶縁体膜５５とを含む。基板１０には、隔壁１１によって区画されて一方側の面が振動板５０で閉じられた複数の圧力発生室１２が、その短手方向（幅方向）に並設されている。

基板１０には、圧力発生室１２の長手方向の一端側に、隔壁１１によって区画されて各圧力発生室１２に連通するインク供給路１４が設けられている。インク供給路１４の外側には、各インク供給路１４と連通する連通部１３が設けられている。連通部１３は、後述する保護基板３０のリザーバ部３１と連通して、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９の一部を構成する。

インク供給路１４は、上記幅方向における断面積が圧力発生室１２よりも狭くなるように形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。なお、インク供給路１４の断面積は、上記幅方向において絞るのではなく、基板１０の厚さ方向において絞ることで、圧力発生室１２の断面積よりも狭くなるようにしてもよい。基板１０の材料としては、シリコン単結晶基板に限定されず、例えば、ガラスセラミックス、ステンレス鋼等を用いても良い。

基板１０の、振動板５０が形成される面とは逆側の面には、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。ノズルプレート２０においては、各圧力発生室１２に対応して、上記長手方向の他端側近傍に連通するノズル開口２１が穿設されている。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。

振動板５０の、基板１０とは逆側の面には、下電極膜２と、圧電体層５と、上電極膜４とを有する圧電素子３が複数上記幅方向に並んで形成されている。圧電素子３は、各圧力発生室１２に対応して形成されている。下電極膜２は、圧電体層５の基板１０側において形成された第１電極に該当する。一方、上電極膜４は、圧電体層５の第１電極が形成された側とは逆側において形成された第２電極に該当する。圧電素子３は、下電極膜２、圧電体層５及び上電極膜４が重なる範囲（能動部）を含む。また、圧電素子３と当該圧電素子３の駆動により変位が生じる振動板５０の範囲とを合わせてアクチュエータ装置と称する。一般的に圧電素子３は、圧電体層５を挟むいずれか一方の電極を共通電極とし、他方の電極を個別電極として構成されるが、本実施形態では、上電極膜４が各圧力発生室１２に対応する圧電素子３毎の個別電極であり、下電極膜２が各圧力発生室１２に対応する各圧電素子３にとっての共通電極である。

また図１に示したように、圧電体層５には、圧電体層５および圧電体層５上の上電極膜４が除去されて凹部となった開口部５ａ（圧電体層の開口部）が複数形成されている。複数の開口部５ａは上記幅方向に並んでおり、圧力発生室１２間に略対応する領域に形成されている。言い換えると、開口部５ａと開口部５ａとの間に、能動部を含み一つの圧力発生室１２に対応する圧電素子３が形成されている。さらに図１に示したように、圧電体層５上では、上電極膜４の一部が除去されて形成された開口部４ａ（上電極膜４の開口部）が複数形成されている。複数の開口部４ａも上記幅方向に並んでおり、これら開口部４ａの存在により圧力発生室１２毎の個別電極としての上電極膜４間が絶縁されている。

さらに、振動板５０の圧電素子３が形成される側には、コンプライアンス基板４０が固着された保護基板３０が固着されている。本実施形態では、記録ヘッド１のコンプライアンス基板４０側を上側、ノズルプレート２０側を下側として説明をしている。
圧電素子３が形成された振動板５０上には、圧電素子３に対向する領域にその運動を阻害しない程度の空間を確保可能な圧電素子保持部３２を有する保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。圧電素子３は、圧電素子保持部３２内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護される。また、保護基板３０には、基板１０の連通部１３に対応する領域にリザーバ部３１が設けられている。リザーバ部３１は、例えば、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に沿って設けられており、上述したように基板１０の連通部１３と連通してリザーバ９を構成している。保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることがより好ましく、本実施形態では、基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。

さらに、図２には、リード電極６０，６１や保護膜７０を示している。リード電極６１は、個別電極としての上電極膜４毎に接続し、リード電極６０は、共通電極としての下電極膜２に接続する。リード電極６０，６１と各電極膜との接続態様については後述する。保護膜７０は、圧電素子３の所定範囲を覆うものであり、酸化アルミニウム等の絶縁物質で構成されている。保護膜７０の形成範囲についても後述する。なお図１では、リード電極６０，６１や保護膜７０については図示を省略している。リード電極６０，６１は、不図示のリード線等を介して、圧電素子３を駆動するための駆動ＩＣ等を実装した駆動回路１２０（図１）に接続される。

保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２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からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３１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で形成される。この固定板４２のリザーバ９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９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。

このような記録ヘッド１では、図示しない外部のインク供給手段からインクを取り込み、リザーバ９からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、上記駆動ＩＣ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圧電素子３に電圧を印加し、圧電素子３を撓み変形させる。その結果、各圧力発生室１２内の圧力が高まり、ノズル開口２１からインク滴（液体）が吐出（噴射）する。

２．圧電素子の構成の詳細
次に、本実施形態にかかる圧電素子３の構造について図１，２および以下の図３，４に基づいて詳しく説明する。図３は、基板１０上の一部領域であって一つの圧力発生室１２に対応する圧電素子３が形成された領域についての平面図である。図４Ａは、図３におけるＡ‐Ａ´線による垂直断面図、図４Ｂは、図３におけるＢ‐Ｂ´線による垂直断面図、図４Ｃは、図３におけるＣ‐Ｃ´線による垂直断面図をそれぞれ示している。

図３では、圧力発生室１２およびそれに連通するインク供給路１４の形状を、２点鎖線により例示している。なお、図３に示した圧力発生室１２およびインク供給路１４の形状は、図１，２に示したものと若干異なるが、どちらに示した形状を採用してもよい。共通電極としての下電極膜２は、図３に示した構成の全ての場所において存在している。また図３では、圧電体層５の範囲を太い鎖線で例示し、個別電極としての上電極膜４の範囲をグレーで塗ることにより例示している。

圧力発生室１２の上記幅方向における両側の隔壁１１上に略対応する領域では、上述の開口部５ａが形成されており、図４Ｂおよび図４Ｃからも判るように開口部５ａでは圧電体層５が除去されている。開口部５ａは、上記長手方向における長さＬ１が、圧力発生室１２の上記長手方向における長さＬ２を含む（Ｌ１＞Ｌ２）ように形成されている。また、上記長手方向においては、圧電体層５の両端は圧力発生室１２の外側まで延出して形成されており、圧力発生室１２の長さを完全にカバーしている。このような開口部５ａの存在により、圧力発生室１２上の圧電体層５の幅は、圧力発生室１２の幅に収まるように形成されている。上電極膜４は、圧力発生室１２上では圧電体層５と同じ幅で形成されており、また上記長手方向においては両端が圧力発生室１２の外側まで延出して形成されており、圧力発生室１２の長さを完全にカバーしている。

図３，４では、保護膜貫通孔７０ａ，７０ｂ，７０ｃを示している（保護膜貫通孔７０ａ，７０ｃについては図２にも示されている）。保護膜貫通孔７０ａ，７０ｂ，７０ｃは保護膜７０を貫通する孔である。言い換えると、下電極膜２の範囲のうち圧電体層５、上電極膜４のいずれにも覆われていない範囲、圧電体層５の範囲のうち上電極膜４に覆われていない範囲および上電極膜４の範囲は、保護膜貫通孔７０ａ，７０ｂ，７０ｃの箇所以外は全て保護膜７０で覆われている。なお図３では、保護膜７０の図示は省略している。保護膜貫通孔７０ａは、上電極膜４のうち圧力発生室１２と重ならない領域であって上記長手方向の他端側の領域の上に形成され、上電極膜４を一部露出させている。また、保護膜貫通孔７０ａ周辺には、リード電極６１が形成されており、リード電極６１は、保護膜貫通孔７０ａを介して上電極膜４と接触している。なお図３では、リード電極６０，６１が形成された範囲を、ハッチングを付すことにより例示している。

保護膜貫通孔７０ｂは、下電極膜２のうち開口部５ａに対応する領域内であって開口部５ａの上記長手方向における両端付近（図３内には４箇所）の位置に形成され、下電極膜２を一部露出させている。保護膜貫通孔７０ｂ周辺には、リード電極６０が形成されており、リード電極６０は、保護膜貫通孔７０ｂを介して下電極膜２と接触している。保護膜貫通孔７０ｃは、上電極膜４のうち圧力発生室１２と重なる領域の略中央部上に、上記長手方向に沿った長穴状に形成され、上電極膜４を一部露出させている。かかる保護膜貫通孔７０ｃを形成することにより、保護膜７０が圧電素子３の変位を妨げることを防止し、圧電素子３の変位量を維持あるいは向上させることができる。

なお、基板１０上（正確には絶縁体膜５５上）には、図３に示した構成が各圧力発生室１２に対応して上記幅方向に繰り返し形成されているため、下電極膜２、圧電体層５およびリード電極６０、保護膜７０の各々は、上記幅方向において連続して形成されている（適宜図１参照）。また、図３においては複数ヶ所に形成されているリード電極６０は不図示の所定位置で互いに接続しており、全体で一つの共通電極を形成している。

このような本実施形態における特徴の一つは、各図から判るように、圧電体層５の下地は必ず下電極膜２となっている点である。つまり、圧電体層５は、下電極膜２以外の層（例えば、絶縁体膜５５）を直接の下地として成膜されることは無い。圧電体層５の下地の全てを下電極膜２とすることで、絶縁体膜５５（ＺｒＯ₂）上で圧電体層５を成膜する際に起こり得た圧電体層５のクラックの発生を回避することができ、不良の無い（あるいは少ない）圧電素子３を製造することができる。特に圧電体層５の素材として非鉛系のペロブスカイト型酸化物を用いる場合には、上述したようなクラック発生の可能性が高かったため、かかる非鉛系の素材を用いて圧電体層５を成膜する際に本実施形態は特に有用である。

また、圧電体層５の下地を必ず下電極膜２にするということは、圧電体層５を成膜する前に下電極膜２をパターニングする工程や、特にチタン酸ジルコン酸鉛系の素材を用いて圧電体層を絶縁体膜５５上で成膜する際の結晶の異常成長を抑制するために従来行なわれていた上記特殊な工程等が不要となることを意味する。従って、本実施形態によれば、圧電素子３を従来よりも少ない工程数で効率的に製造することができる。

上述したように圧電体層５を成膜する前に下電極膜２のパターニングを行なわないということは、圧電体層５が形成されている領域およびその他の多くの領域において下電極膜２の層が残っているということでもある。このように多くの領域で下電極膜２が残存していると、下電極膜２と上電極膜４との間でのショート発生の可能性が高まる虞がある。そのため本実施形態では、当該ショートが発生しないように各種の工夫を施している。具体的には、個別電極としての上電極膜４は、連続して形成された圧電体層５上の領域で互いに分離して形成されるようにしている。上述したように上電極膜４は、上記長手方向の他端側において、上電極膜４毎のリード電極６１と接続するが、リード電極６１と接続する近傍では、上記幅方向において圧電体層５が除去されずに連続して形成されており、この圧電体層５上で各上電極膜４が分離して存在している。

図３では、各上電極膜４を分離するための上電極膜４のエッチング時に処理対象となるエッチング領域を範囲Ｅ１により示している。上記長手方向における範囲Ｅ１に含まれる領域のうち図３において上電極膜４が残っていない領域が当該エッチング領域である。当該エッチング領域は、後述の重複領域を除いて上記開口部４ａに該当する（図１および図４Ａ参照）。仮に、上記開口部４ａの領域が、圧電体層５が存在しない凹部（配線間凹部と称する。）であるとすると、配線間凹部を介して上電極膜４‐下電極膜２間のショートの危険性が増す。上電極膜４上にはリード電極６１が形成されるが、各上電極膜４は上記幅方向において例えば７２０ｄｐｉ等といった極めて短い間隔で形成される各圧力発生室１２に対応して形成されている。そのため、上電極膜４に対するリード電極６１の形成位置に少しのずれが発生しただけで、配線間凹部にリード電極６１の一部が落ち込み、下電極膜２に極めて接近しうるからである。

たしかに、配線間凹部を介してリード電極６１の一部と下電極膜２とが接近したとしても、保護膜７０等の存在により両者が接触する事態は避けることができる。しかしながら、上記ショートを保護膜７０だけで確実に防ぐには、保護膜７０に要求される膜厚も大きな値となり、また、保護膜７０の膜厚を増加させることで圧電素子３の変位量が低下し得るという不都合も考えられる。一方、本実施形態では、このような配線間凹部の位置に圧電体層５が残っており、連続する圧電体層５上で各上電極膜４が分離されており、圧電体層５が上電極膜４‐下電極膜２間の絶縁膜として作用するため、上記ショートの危険性が極めて低くなる。また本実施形態では、分離された上電極膜４毎に接続するリード電極６１も、圧電体層５が形成された範囲内で形成されるため、リード電極６１が圧電体層５を挟んで下方に位置する下電極膜２とショートする事態を確実に回避することができる。

ここで、図３によれば、上記エッチング領域は、開口部５ａの一部領域（開口部５ａの上記長手方向における端部。図３において、Ｌ１とＥ１が重なっている開口部５ａ内の領域。）と重複していることが判る。この一部領域が上記重複領域に該当する。かかる重複は、上記幅方向における上電極膜４間の絶縁を確実なものとするために敢えて生じさせている。各上電極膜４を上述のように分離するために、圧電体層５上で上電極膜４の不要部分がフォトエッチングされる。この際、圧電体層５および上電極膜４が積層されている領域と開口５ａ（圧電体層５および上電極膜４が除去されている領域）との境界までを処理対象とすると、エッチング前の露光処理のためのマスクの位置調整が不十分である場合には当該境界付近において圧電体層５上に除去すべき上電極膜４が残ってしまう虞がある。このように残った上電極膜４は、上記幅方向における隣の圧力発生室１２に対応して形成される上電極膜４と繋がっている可能性があり、そのため圧力発生室１２に対応して形成される上電極膜４間でのショートが生じ得る。そこで本実施形態では、上述したように上記エッチング領域を開口部５ａの一部が含まれるように広く設定し、当該境界において除去すべき上電極膜４が確実に除去されるようにしている。よって、圧力発生室１２に対応して形成される上電極膜４間でのショートが確実に防止される。

さらに本実施形態では、上記重複領域の薄膜化への対策を施している。そもそも開口部５ａは、その範囲において上電極膜４および圧電体層５をエッチングすることにより形成された領域である。そのため、上記重複領域は、開口部５ａを形成するためのエッチングおよび開口部４ａを形成するためのエッチングの対象となり、その膜厚（下電極膜２および振動板５０を含む膜厚）が必要以上に薄膜化する可能性がある。このような薄膜化により、重複領域の剛性は低下する。基板１０上において剛性が低下した箇所は振動や歪みを受けた場合にクラック等の破損を生じさせる虞がある。そこで本実施形態では、上記長手方向において、開口部５ａの端部は圧力発生室１２の範囲（図３におけるＬ２）の外側に位置させ、上記重複領域が当該外側に位置するようにしている。つまり、上記重複領域を、圧電素子３の能動部が撓み変形する空間である圧力発生室１２の範囲外に配置させることで、当該撓みによる上記重複領域への振動や歪みの影響を低減し、上記重複領域の破損を防止している。

３．製造方法
ここで、本実施形態にかかる記録ヘッド１の製造方法の一例を説明する。
まず、基板１０となるシリコン単結晶基板上の全面に、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）からなる弾性膜５１および酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）からなる絶縁体膜５５を形成（特開２００５‐８８４１号公報等参照）する。
次に、例えばスパッタ法等により白金とイリジウムとを絶縁体膜５５上の全面に積層することにより下電極膜２を成膜する。
次に、下電極膜２上の全面に、例えばゾル−ゲル法等を用いて圧電体層５を成膜する。つまり、これまでの工程により、圧電体層５は全て下電極膜２を下地として形成されることが判る。

次に、圧電体層５上の全面に、例えばイリジウムからなる上電極膜４をスパッタ法等により形成する。
次に、上電極膜４および圧電体層５の所定範囲に対してエッチングを施すことにより、開口部５ａを形成する。この結果、開口部５ａでは下電極膜２が露出する。
次に、圧電体層５上の上電極膜４を対象としてエッチングを施すことにより、開口部４ａを形成する。この際、上記重複領域は２回目のエッチングを受けることとなる。この結果、開口部４ａでは圧電体層５が露出する。
次に、これまでに形成された構成上の全面に、保護膜７０を生成した上で、当該保護膜７０を所定パターンにエッチングすることにより、保護膜貫通孔７０ａ，７０ｂ，７０ｃを形成する。

次に、基板１０上の下電極膜２が不要な箇所において下電極膜２を除去する（エッチングによる下電極膜２のパターニング）。なお、下電極膜２上に圧電体層５や上電極膜４が存在している箇所においては、かかる上の層もまとめて除去することとなる。ここで言う不要な箇所とは、圧電素子３を駆動させるための各配線経路と関わりのない箇所やアクアクチュエータ装置としては不要な箇所を言い、例えば、チップとチップの間の箇所等が該当する。なお、記録ヘッド１は、一枚のウェハ（基板１０となるシリコン単結晶基板）を基にして複数形成され、最終的に当該ウェハからチップ単位で切り出されるものが記録ヘッドとなる。また、この不要な箇所を除去する工程においては、振動板５０についても不要な箇所がエッチングされ、例えば、連通部１３とリザーバ部３１とを連通させるため箇所が除去される。

次に、これまでに形成された構成上の全面に、例えば、金（Ａｕ）およびニクロム（ＮｉＣｒ）を含む金属層をスパッタ法等により形成し、かつ当該金属層を所定パターンにエッチングすることにより、リード電極６０，６１を形成する。その後は、圧電素子３側への保護基板３０の接合、基板１０のエッチングによる圧力発生室１２やインク供給路１４等の形成、基板１０へのノズルプレート２０の接合、保護基板３０上へのコンプライアンス基板４０の接合といった各工程を経て、最後にウェハからのチップの切り出しが行なわれることで、複数の記録ヘッド１が完成する。なお、上述した記録ヘッド１の製造方法はあくまで一例であり、下電極膜２をパターニングする前に下電極膜２を下地として圧電体層５を生成する工程を含むものであれば種々の変更が可能である。上述した圧電体層の成膜方法も限定されず、スパッタ法で形成してもよい。また上述したように、圧電体層の材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛系の材料やチタン酸バリウムに代表される非鉛系（鉛元素を含まない。）のペロブスカイト型酸化物等、種々の材料を採用可能である。

４．変形例
本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば以下に述べるような変形例も可能である。各実施形態や変形例を適宜組み合わせた内容も、本発明の開示範囲である。
以下では、上述の実施形態と異なる点について説明し、上述の実施形態と共通する構成や作用は説明を適宜省略する。

図５は、一つの変形例にかかる基板１０上の一部領域についての平面図であって、図３と同様に一つの圧力発生室１２に対応する圧電素子３が形成された領域を示している。図５と図３の構成を比較した場合、開口部５ａの上記長手方向の長さＬ１が両構成間で異なる。具体的には、図５に示した開口部５ａの長さＬ１の方が短く、当該開口部５ａは、上記長手方向において圧力発生室１２の範囲（図５においてＬ２で示す範囲）の内側に形成されている。圧力発生室１２の上記長手方向における両端部（図５において楕円Ｑで囲んだ位置）付近においては、撓み変形する圧電素子３に対し応力が特に集中するため、かかる応力集中に起因して圧電体層５のクラック等の不良発生が起こり得る。そこで、当該変形例では、圧電体層５の開口部５ａを図示したように圧力発生室１２の範囲の内側に形成することで、圧力発生室１２の端部付近に圧電体層５をより多く残し、当該端部近傍における圧電素子３の剛性を向上させている。そのため、上述したような応力集中に起因するクラック等の不良発生が回避される。

その他：
上述した記録ヘッド１は、インクカートリッジ等と連通するインク流路を備える記録ヘッドユニットの一部を構成して、液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置に搭載される。図６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。図６に示すように、記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ，１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ，２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ，１Ｂを搭載したキャリッジ１６は、装置本体１７に取り付けられたキャリッジ軸１８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，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１９の駆動力が図示しない複数の歯車及びタイミングベルト７を介してキャリッジ１６に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ，１Ｂを搭載したキャリッジ１６はキャリッジ軸１８に沿って移動される。一方、装置本体１７には、キャリッジ軸１８に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどによって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上を搬送されるようになっている。

なお、上記においては、本発明の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説明したが、液体噴射ヘッドは、上述したものに限定されるものではない。本発明は、広く液体噴射ヘッドの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もの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、プリンター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。

１…記録ヘッド、１Ａ，１Ｂ…記録ヘッドユニット、２Ａ，２Ｂ…カートリッジ、２…下電極膜、３…圧電素子、４…上電極膜、４ａ…開口部、５…圧電体層、５ａ…開口部、７…タイミングベルト、８…プラテン、９…リザーバ、１０…基板、１１…隔壁、１２…圧力発生室、１３…連通部、１４…インク供給路、１６…キャリッジ、１７…装置本体、１８…キャリッジ軸、１９…駆動モータ、２０…ノズルプレート、２１…ノズル開口、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、４１…封止膜、４２…固定板、４３…開口部、５０…振動板、５１…弾性膜、５５…絶縁体膜、６０，６１…リード電極、７０…保護膜、７０ａ，７０ｂ，７０ｃ…保護膜貫通孔

Claims (7)

1. ノズル開口に連通する圧力発生室が形成された基板と、
   圧電体層と、圧電体層の前記基板側において形成された第１電極と、圧電体層の第１電極が形成された側とは逆側において形成された第２電極とを有する圧電素子と、を備える液体噴射ヘッドであって、
   前記圧電体層は、全て前記第１電極上に形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 前記第２電極は、前記圧力発生室毎に対応して形成され、各第２電極は連続して形成された前記圧電体層上の領域で互いに分離して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
3. 前記第２電極毎に接続されたリード電極を有し、当該リード電極は、前記圧電体層が形成された範囲内に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
4. 前記圧力発生室間に略対応する領域において前記第２電極および前記圧電体層が除去された圧電体層の開口部と、前記第２電極を分離するために前記連続する圧電体層上で第２電極の一部が除去された第２電極の開口部とを有し、当該第２電極の開口部を形成する際に前記圧電体層の開口部の端部もエッチングの対象となることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の液体噴射ヘッド。
5. 前記圧電体層の開口部の端部は、前記圧力発生室の長手方向において圧力発生室の範囲の外側に位置することを特徴とする請求項４に記載の液体噴射ヘッド。
6. 前記圧力発生室間に略対応する領域において前記第２電極および前記圧電体層が除去された圧電体層の開口部を有し、当該圧電体層の開口部は、前記圧力発生室の長手方向において圧力発生室の範囲の内側に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の液体噴射ヘッド。
7. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載の液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置。