JP2010173197A

JP2010173197A - 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、アクチュエーター装置及び液体噴射ヘッドの製造方法

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Publication number: JP2010173197A
Application number: JP2009018847A
Authority: JP
Inventors: 剛 ▲斉▼藤; Takeshi Saito
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2009-01-29
Filing date: 2009-01-29
Publication date: 2010-08-12

Abstract

【課題】酸化ジルコニウム層と第１電極との密着性を向上して、耐久性及び信頼性を向上した液体噴射ヘッド、液体噴射装置、アクチュエーター装置及び液体噴射ヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】基板１０上方に設けられた酸化ジルコニウムを主成分とする酸化ジルコニウム層５５と、該酸化ジルコニウム層５５上に設けられた第１電極６０、該第１電極６０上に設けられた圧電体層７０及び該圧電体層７０上に設けられた第２電極８０を具備する圧電素子３００と、を具備し、前記酸化ジルコニウム層５５は、前記第１電極６０側の表面粗さＲａが２．０より大きく、且つＲｍａｘが１０ｎｍ以下である。
【選択図】図２

Description

本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド、液体噴射装置、アクチュエーター装置及び液体噴射ヘッドの製造方法に関する。

ノズル開口に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開口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には、例えば、下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子のたわみ変形を用いたものが実用化されている。

振動板として、酸化ジルコニウムからなる酸化ジルコニウム層を具備するものがある（例えば、特許文献１〜３参照）。

特開２００５−２６０００３号公報特開２００５−２９５７８６号公報特開２００７−２６６２７３号公報

しかしながら、酸化ジルコニウムと第１電極との密着性が低いと、圧電素子を駆動して酸化ジルコニウム層を変形させた際に、酸化ジルコニウムと第１電極との剥離が生じてしまうという問題がある。

そして、特許文献１〜３では、酸化ジルコニウム層の表面粗さについての記載はあるものの、特許文献１〜３には、酸化ジルコニウム層と第１電極との密着性については全く記載されておらず、密着性を向上するために酸化ジルコニウム層の表面粗さを規定したものではない。

なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドに代表される液体噴射ヘッドに限定されず、他の装置に搭載されるアクチュエーター装置においても同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、酸化ジルコニウム層と第１電極との密着性を向上して、耐久性及び信頼性を向上した液体噴射ヘッド、液体噴射装置、アクチュエーター装置及び液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、基板上方に設けられた酸化ジルコニウムを主成分とする酸化ジルコニウム層と、該酸化ジルコニウム層上に設けられた第１電極、該第１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第２電極を具備する圧電素子と、を具備し、前記酸化ジルコニウム層は、前記第１電極側の表面粗さＲａが２．０より大きく、且つＲｍａｘが１０ｎｍ以下であることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、酸化ジルコニウム層の表面粗さＲａを規定することで、酸化ジルコニウム層と第１電極との密着性をアンカー効果によって向上して剥離が生じるのを抑制できる。また、酸化ジルコニウム層の表面粗さＲｍａｘを規定することで、突起の根元となる第１電極との間にボイド等が発生するのを抑制して密着力を向上することができる。なお、ここで言う上方とは、直上も、間に他の部材が介在した状態も含むものである。

ここで、前記基板と前記酸化ジルコニウム層との間には、酸化シリコンを主成分とする酸化シリコン層が設けられていてもよい。

また、本発明の他の態様は、上記態様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にある。
かかる態様では、層間剥離を抑制して耐久性及び信頼性を向上した液体噴射装置を実現できる。

さらに、本発明の他の態様は、基板上方に設けられた酸化ジルコニウムを主成分とする酸化ジルコニウム層と、該酸化ジルコニウム層上に設けられた第１電極、該第１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第２電極を具備する圧電素子と、を具備し、前記酸化ジルコニウム層の前記第１電極側の表面粗さＲａが２．０より大きく、且つＲｍａｘが１０ｎｍ以下であることを特徴とするアクチュエーター装置にある。
かかる態様では、酸化ジルコニウム層の表面粗さＲａを規定することで、酸化ジルコニウム層と第１電極との密着性をアンカー効果によって向上して剥離が生じるのを抑制できる。また、酸化ジルコニウム層の表面粗さＲｍａｘを規定することで、突起の根元となる第１電極との間にボイド等が発生するのを抑制して密着力を向上することができる。

また、本発明の他の態様は、基板上方に設けられた酸化ジルコニウムを主成分とする酸化ジルコニウム層と、該酸化ジルコニウム層上に設けられた第１電極、該第１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第２電極を具備する圧電素子と、を具備する液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記基板の上方にジルコニウム層をスパッタリング法により形成するジルコニウム層形成工程と、該ジルコニウム層を熱酸化して酸化ジルコニウム層とする酸化ジルコニウム層形成工程とを具備し、前記ジルコニウム層形成工程が、前記ジルコニウム層を０．１Ｐａ以上のチャンバー内圧力で、０．５ｋＷ／ｍ^２以上のパワー密度で形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる態様では、酸化ジルコニウム層の表面粗さＲａを規定することで、酸化ジルコニウム層と第１電極との密着性をアンカー効果によって向上して剥離が生じるのを抑制できる。また、酸化ジルコニウム層の表面粗さＲｍａｘを規定することで、突起の根元となる第１電極との間にボイド等が発生するのを抑制して密着力を向上することができる。

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。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。実施形態１に係るボイドの発生例を示す要部断面図である。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。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。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。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。一実施形態に係る記録装置の概略構成を示す図である。

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、図１の平面図及びそのＡ−Ａ′断面図である。

本実施形態の流路形成基板１０は、シリコン単結晶基板からなり、その一方の面には酸化シリコンを主成分とする酸化シリコン層として弾性膜５０が形成されている。

流路形成基板１０には、複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４及び連通路１５を介して連通されている。連通部１３は、後述する保護基板のリザーバー部３１と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバーの一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、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、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１４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。

なお、本実施形態では、流路形成基板１０には、圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５からなる液体流路が設けられていることになる。

また、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１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口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。

一方、このような流路形成基板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、酸化ジルコニウムを主成分とする酸化ジルコニウム層として絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、第１電極６０と、圧電体層７０と、第２電極８０とが、積層形成されて、圧電素子３００（本実施形態の圧力発生素子）を構成している。ここで、圧電素子３００は、第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。本実施形態では、第１電極６０を圧電素子３００の共通電極とし、第２電極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、ここでは、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ー装置と称する。なお、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び第１電極６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、第１電極６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。

絶縁体膜５５は、上述のように酸化ジルコニウムを主成分とする本実施形態の酸化ジルコニウム層である。

絶縁体膜５５は、その表面粗さＲａが２．０ｎｍ以上で、且つ最大粗さＲｍａｘが１０ｎｍより小さい。絶縁体膜５５の表面粗さＲａを２．０ｎｍ以上とすることで、絶縁体膜５５上に形成される第１電極６０を、アンカー効果により密着性を高めることができ、第１電極６０と絶縁体膜５５との間で層間剥離が発生するのを抑制することができる。

また、絶縁体膜５５の最大粗さＲｍａｘを１０ｎｍより小さくすることで、絶縁体膜５５と第１電極６０との密着性を向上して、層間剥離が発生するのを抑制することができる。すなわち、図３に示すように、絶縁体膜５５の最大粗さが１０ｎｍ以上となる大きな突起が存在すると、その上の第１電極６０との間の突起の根元にボイドのような異常が生じ易く、ボイドのような異常が生じると絶縁体膜５５と第１電極６０との間の密着性を低下して剥離し易くなってしまう。

このように、絶縁体膜５５と第１電極６０との剥離を抑制することで、耐電圧を高くすることができ、耐久性及び信頼性に優れたアクチュエーター装置とすることができる。

ちなみに、本実施形態で言う酸化ジルコニウムとは、ジルコニウムと酸素とが結合したＺｒＯ_２などの既知の化合物や、酸化ジルコニウム、ジルコニウム及び酸素の混合状態を言い、絶縁体膜５５は、酸化ジルコニウムを主成分としていれば、その他の元素を含有するものであってもよい。

圧電体層７０は、第１電極６０上に形成される電気機械変換作用を示す圧電材料、特に圧電材料の中でも一般式ＡＢＯ_３で示されるペロブスカイト構造を有する金属酸化物からなる。圧電体層７０としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電体材料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加したもの等が好適である。具体的には、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ_３）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）、ジルコニウム酸鉛（ＰｂＺｒＯ_３）、チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ），ＴｉＯ_３）、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）又は、マグネシウムニオブ酸ジルコニウムチタン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ_３）等を用いることができる。

圧電体層７０の厚さについては、製造工程でクラックが発生しない程度に厚さを抑え、且つ十分な変位特性を呈する程度に厚く形成する。例えば、本実施形態では、圧電体層７０を１〜５μｍ前後の厚さで形成した。

また、圧電素子３００の個別電極である各第２電極８０には、インク供給路１４側の端部近傍から引き出され、絶縁体膜５５上にまで延設される、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が接続されている。

このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上、すなわち、第１電極６０、絶縁体膜５５及びリード電極９０上には、リザーバー１００の少なくとも一部を構成するリザーバー部３１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。このリザーバー部３１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、上述のように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバー１００を構成している。また、流路形成基板１０の連通部１３を圧力発生室１２毎に複数に分割して、リザーバー部３１のみをリザーバーとしてもよい。さらに、例えば、流路形成基板１０に圧力発生室１２のみを設け、流路形成基板１０と保護基板３０との間に介在する部材（例えば、弾性膜５０、絶縁体膜５５等）にリザーバーと各圧力発生室１２とを連通するインク供給路１４を設けるようにしてもよい。

また、保護基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３２が設けられている。圧電素子保持部３２は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。

このような保護基板３０としては、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、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。

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内に露出するように設けられている。

また、保護基板３０上には、並設された圧電素子３００を駆動するための駆動回路１２０が固定されている。この駆動回路１２０としては、例えば、回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）等を用いることができる。そして、駆動回路１２０とリード電極９０とは、ボンディングワイヤー等の導電性ワイヤーからなる接続配線１２１を介して電気的に接続されている。

また、このような保護基板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。ここで、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によってリザーバー部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、比較的硬質の材料で形成されている。この固定板４２のリザーバー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、リザーバー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。

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、図示しない外部のインク供給手段と接続したインク導入口からインクを取り込み、リザーバー１００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、駆動回路１２０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第１電極６０と第２電極８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、第１電極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開口２１からインク滴が吐出する。

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について、図４〜図７を参照して説明する。なお、図４〜図７は、本発明の実施形態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製造方法を示す圧力発生室の長手方向の断面図である。

まず、図４（ａ）に示すように、シリコンウェハーであり流路形成基板１０が複数一体的に形成される流路形成基板用ウェハー１１０の表面に弾性膜５０を構成する酸化膜５１を形成する。本実施形態では、流路形成基板用ウェハー１１０を熱酸化することにより、二酸化シリコンからなる酸化膜５１を形成した。

次に、弾性膜５０（酸化膜５１）上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成する。具体的には、図４（ｂ）に示すように、弾性膜５０上に、スパッタリング法によりジルコニウムを主成分とするジルコニウム層１５５を形成後、図４（ｃ）に示すように、このジルコニウム層１５５を、例えば、５００〜１２００℃の拡散炉で熱酸化することにより酸化ジルコニウムを主成分とする絶縁体膜５５を形成することができる。そして、表面粗さ（Ｒａ≧２ｎｍ、Ｒｍａｘ＜１０ｎｍ）の絶縁体膜５５を形成するためには、ジルコニウム層１５５を形成するスパッタリング法において、スパッタリング装置のチャンバー内圧力を０．１Ｐａ以上、パワー密度を０．５ｋＷ／ｍ^２以上とすることが好ましい。ジルコニウム層１５５を形成する際のチャンバー内圧力及びパワー密度が小さいと、その後に形成される絶縁体膜５５の表面粗さＲａが２．０ｎｍよりも小さくなってしまうと共に、最大粗さＲｍａｘが１０ｎｍ以上となってしまうからである。

次に、図４（ｄ）に示すように、絶縁体膜５５上の全面に第１電極６０を形成すると共に、所定形状にパターニングする。この第１電極６０の材料は、特に限定されないが、圧電体層７０としてチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用いる場合には、酸化鉛の拡散による導電性の変化が少ない材料であることが望ましい。このため、第１電極６０の材料としては白金、イリジウム等が好適に用いられる。また、第１電極６０は、例えば、スパッタリング法やＰＶＤ法（物理蒸着法）などにより形成することができる。

このように第１電極６０を形成した際に、下地となる絶縁体膜５５は、その表面粗さＲａが２．０ｎｍ以上となっているため、アンカー効果によって絶縁体膜５５との密着性を高めることができる。

次に、図５（ａ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層７０と、例えば、イリジウムからなる第２電極８０とを流路形成基板用ウェハー１１０の全面に形成する。なお、圧電体層７０の形成方法は、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を形成した。なお、圧電体層７０の形成方法は、特に限定されず、例えば、ＭＯＤ（Metal-Organic Decomposition）法、スパッタリング法又はレーザーアブレーション法等のＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法等を用いてもよい。

次に、図５（ｂ）に示すように、第２電極８０及び圧電体層７０を同時にエッチングすることにより各圧力発生室１２に対応する領域に圧電素子３００を形成する。ここで、第２電極８０及び圧電体層７０のエッチングは、例えば、反応性イオンエッチングやイオンミリング等のドライエッチングが挙げられる。

次に、図５（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０の全面に亘って金（Ａｕ）からなるリード電極９０を形成後、各圧電素子３００毎にパターニングする。

次に、図６（ａ）に示すように、保護基板用ウェハー１３０を、流路形成基板用ウェハー１１０上に接着剤３５を介して接着する。ここで、この保護基板用ウェハー１３０は、保護基板３０が複数一体的に形成されたものであり、保護基板用ウェハー１３０には、リザーバー部３１及び圧電素子保持部３２が予め形成されている。保護基板用ウェハー１３０を接合することによって流路形成基板用ウェハー１１０の剛性は著しく向上することになる。

次いで、図６（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０を所定の厚みに薄くする。

次いで、図６（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０上にマスク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７に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０をマスク５２を介して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、圧電素子３００に対応する圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５等を形成する。

その後は、流路形成基板用ウェハー１１０表面のマスク５２を除去し、流路形成基板用ウェハー１１０及び保護基板用ウェハー１３０の外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ー１１０の保護基板用ウェハー１３０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板用ウェハー１３０にコンプライアンス基板４０を接合し、流路形成基板用ウェハー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、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドとする。

以上説明したように、本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドＩの製造方法では、弾性膜５０上にジルコニウムを主成分とするジルコニウム層１５５を形成後、このジルコニウム層１５５を加熱することにより熱酸化させて絶縁体膜５５を形成することで、絶縁体膜５５の表面を所望の表面粗さ（Ｒａ，Ｒｍａｘ）とすることができる。これにより、絶縁体膜５５と第１電極６０との密着性をアンカー効果及び絶縁体膜５５の突起の根元となる第１の電極６０にボイド等の発生を防止することで向上することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧力発生素子として、薄膜型の圧電素子３００を有するアクチュエーター装置を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型のアクチュエーター装置や、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型のアクチュエーター装置などを使用することができる。また、圧力発生素子として、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。

また、例えば、上述した実施形態１では、流路形成基板１０として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、（１１０）面等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。

また、これらのインクジェット式記録ヘッドＩ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８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８に示すインクジェット式記録装置ＩＩにおいて、インクジェット式記録ヘッドＩ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、駆動モーター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にはキャリッジ軸５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ー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。

また、上述した実施形態１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ー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。

さらに、本発明は、インクジェット式記録ヘッドに代表される液体噴射ヘッドに搭載されるアクチュエーター装置に限られず、他の装置に搭載されるアクチュエーター装置にも適用することができる。

１インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、１０流路形成基板（基板）、１２圧力発生室、１３連通部、１４インク供給路、１５連通路、２０ノズルプレート、２１ノズル開口、３０保護基板（結晶基板）、３１リザーバー部、４０コンプライアンス基板、５０弾性膜（酸化シリコン層）、５５絶縁体膜（酸化ジルコニウム層）、６０第１電極、７０圧電体層、８０第２電極、９０リード電極、１００リザーバー、１２０駆動回路、３００圧電素子

Claims

基板上方に設けられた酸化ジルコニウムを主成分とする酸化ジルコニウム層と、該酸化ジルコニウム層上に設けられた第１電極、該第１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第２電極を具備する圧電素子と、を具備し、
前記酸化ジルコニウム層は、前記第１電極側の表面粗さＲａが２．０より大きく、且つＲｍａｘが１０ｎｍ以下であることを特徴とする液体噴射ヘッド。
前記基板と前記酸化ジルコニウム層との間には、酸化シリコンを主成分とする酸化シリコン層が設けられていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
請求項１又は２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。
基板上方に設けられた酸化ジルコニウムを主成分とする酸化ジルコニウム層と、該酸化ジルコニウム層上に設けられた第１電極、該第１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第２電極を具備する圧電素子と、を具備し、
前記酸化ジルコニウム層の前記第１電極側の表面粗さＲａが２．０より大きく、且つＲｍａｘが１０ｎｍ以下であることを特徴とするアクチュエーター装置。
基板上方に設けられた酸化ジルコニウムを主成分とする酸化ジルコニウム層と、該酸化ジルコニウム層上に設けられた第１電極、該第１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第２電極を具備する圧電素子と、を具備する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記基板の上方にジルコニウム層をスパッタリング法により形成するジルコニウム層形成工程と、該ジルコニウム層を熱酸化して酸化ジルコニウム層とする酸化ジルコニウム層形成工程とを具備し、
前記ジルコニウム層形成工程が、前記ジルコニウム層を０．１Ｐａ以上のチャンバー内圧力で、０．５ｋＷ／ｍ^２以上のパワー密度で形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。