JP4433787B2

JP4433787B2 - 液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置

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Publication number: JP4433787B2
Application number: JP2003425604A
Authority: JP
Inventors: 昭仁津田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2023-12-22
Also published as: JP2005178292A

Description

本発明は、液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置に関し、特に、液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及びその製造方法並びにインクジェット式記録装置に関する。

インクを吐出するノズル開口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開口からインクを吐出させるインクジェット式記録ヘッドには、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したものの２種類が実用化されている。

そして、たわみ振動モードのアクチュエータを使用したものとしては、例えば、振動板の表面全体に亙って成膜技術により均一な圧電材料層を形成し、この圧電材料層をリソグラフィ法により圧力発生室に対応する形状に切り分けて各圧力発生室毎に独立するように圧電素子を形成したものがある。このような圧電素子は、例えば、湿気等の外部環境に起因して破壊され易いという問題を有する。

そこで、このような圧電素子の破壊を防止するヘッド構造として、例えば、圧力発生室が形成される流路形成基板に、圧電素子保持部を有する接合基板を接合し、この圧電素子保持部内に圧電素子を密封したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、このように圧電素子を密封しても、例えば、接合基板と流路形成基板との接合部分から圧電素子保持部内に水分が入り込むこと等により、圧電素子保持部内の湿気が徐々に上昇し、最終的にはこの湿気により圧電素子が破壊されてしまうという問題がある。なお、このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけではなく、勿論、インク以外の液体を噴射する他の液体噴射ヘッドにおいても、同様に存在する。

特開２００３−２４６０６５号公報（第１−２図）

本発明は、このような事情に鑑み、圧電素子の破壊を長期間に亘って確実に防止することができる液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力
発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けら
れる下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドにおいて
、前記圧電素子から引き出されるリード電極を具備し、少なくとも前記圧電素子及び前記
リード電極が絶縁材料からなる絶縁膜によって覆われ、且つ前記リード電極は、前記流路
形成基板側に形成される第１リード電極と、当該第１リード電極上に形成される第２リード電極とを有し、前記第１リード電極は、前記第２リード電極との接合領域から外側に突出した突出領域を有することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第１の態様では、第１の電極に第２リード電極との接合領域から外側に突出した突出領域を有していることにより、リード電極に対して絶縁膜が形成され難い部分が殆ど無く、圧電素子及びリード電極を絶縁膜によって確実に覆うことができる。したがって、水分による圧電体層の破壊を長期に亘って確実に防止することができ、ヘッドの信頼性を向上することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記絶縁膜が酸化アルミニウムからなることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第２の態様では、水分透過率の極めて低い材料である酸化アルミニウムによって圧電素子及びリード電極を覆うことにより、水分による圧電体層の破壊をより確実に防止することができる。

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記第１リード電極の前記第２リ
ード電極と接合する接合領域から前記第１リード電極の短手方向に突出した突出領域が前記接合領域の厚さよりも薄い薄膜部となっており、前記第１リード電極と前記第２リード電極の接合面近傍から当該薄膜部の端部近傍までの形状がＲ形状となっていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第３の態様では、絶縁膜が形成され難い部分の１つである第１リード電極と第２
リード電極との接合面近傍から薄膜部の端部近傍までの形状がＲ形状となっているため、
このような部分を絶縁膜によって確実に覆うことができる。したがって、比較的膜厚の薄
い絶縁膜を形成する場合でも、圧電素子と共にリード電極を絶縁膜によって確実に覆うこ
とができる。

本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの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。
かかる第４の態様では、信頼性を向上した液体噴射装置を比較的容易に且つ確実に実現することができる。

本発明の第５の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される
流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられる下電極、圧電体
層及び上電極からなる圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドの製造方法において、前記流
路形成基板の一方面側に前記振動板を介して圧電素子を形成する工程と、前記圧電素子か
ら引き出され前記流路形成基板側に形成される第１リード電極と該第１リード電極上に形
成される第２リード電極とを有するリード電極を形成する工程と、少なくとも前記圧電素
子及び前記リード電極上に絶縁材料からなる絶縁膜を形成する工程とを具備し、且つ前記
リード電極を形成する工程では、前記流路形成基板の一方面側に前記第１リード電極を形
成すると共に当該第１リード電極上に前記第２リード電極を形成して当該第２リード電極
を所定のマスクパターンを介してウェットエッチングした後に、前記マスクパターン及び
前記第２リード電極を介して前記第１リード電極をウェットエッチングし、さらに、前記
マスクパターンを介して少なくとも前記第２リード電極をウェットエッチングすることに
よって前記第１リード電極に前記第２リード電極との接合領域から外側に突出した突出領域を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。
かかる第５の態様では、前記第１リード電極に前記第２リード電極との接合領域から外側に突出した突出領域を比較的容易に且つ確実に形成することができる。

本発明の第６の態様は、第５の態様において、前記絶縁膜をＣＶＤ法によって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。
かかる第６の態様では、比較的膜厚の薄い絶縁膜を容易に形成することができる。

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に係るインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図である。また、図２は、図１の要部を示す平面図及びＡ−Ａ’断面図である。さらに、図３は、図２の要部を示す平面図及びＢ−Ｂ’断面図である。図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）の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によって二酸化シリコンからなる厚さ１〜２μｍの弾性膜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を介して連通されている。なお、連通部１３は、後述する保護基板のリザーバ部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。

また、流路形成基板１０の開口面側には、圧力発生室１２を形成する際のマスクとなるマスク膜５１を介して、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を介して固着されている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０^-6／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又は不錆鋼などからなる。

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、厚さが例えば約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜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。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。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。何れの場合においても、各圧力発生室毎に圧電体能動部が形成されていることになる。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圧電アクチュエータと称する。なお、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が振動板として作用する。

ここで、圧電体層７０は、圧電性セラミックスの結晶であり、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電性材料や、これにニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイッテルビウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等が用いられる。その組成は、圧電素子３００の特性、用途等を考慮して適宜選択すればよいが、例えば、ＰｂＴｉＯ_３（ＰＴ）、ＰｂＺｒＯ_３（ＰＺ）、Ｐｂ（Ｚｒ_ｘＴｉ_１−ｘ）Ｏ_３（ＰＺＴ）、Ｐｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＭＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｚｎ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＺＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｎｉ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＮＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｉｎ_１／２Ｎｂ_１／２）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＩＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ_１／３Ｔａ_１／２）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＳＴ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ_１／３Ｎｂ_１／２）Ｏ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＰＳＮ−ＰＴ）、ＢｉＳｃＯ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＢＳ−ＰＴ）、ＢｉＹｂＯ_３−ＰｂＴｉＯ_３（ＢＹ−ＰＴ）等が挙げられる。

また、このような圧電素子３００のそれぞれには、図３に示すように、リード電極９０が接続されている。具体的には、リード電極９０は、上電極膜８０の一端部近傍から圧力発生室１２の周壁に対向する領域まで引き出されている。なお、このようなリード電極９０の先端部、すなわち、圧電素子３００側とは反対側の端部は、後述する駆動ＩＣ１２０から延設された接続配線１３０が接続される接続部９０ａとなっている。

さらに、このようなリード電極９０は、上電極膜８０から絶縁体膜５５上まで引き出された第１リード電極９１と、第１リード電極９１上にこの第１リード電極９１よりも狭い幅で形成された第２リード電極９２とを有する。また、本実施形態では、第２リード電極９２が第１リード電極９１の幅方向中央部に設けられている。すなわち、第１リード電極９１は、第２リード電極９２との接合領域からその外側に所定量突出した突出領域を有する。

ここで、第１リード電極９１の材料としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔ
ｉ）、銅（Ｃｕ）、ニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）、チタンタングステン合金（ＴｉＷ
）等が挙げられる。一方、第２リード電極９２の材料としては、例えば、金（Ａｕ）、ア
ルミニウム合金等が挙げられるが、特に、アルミニウム合金を用いるのが好ましい。これ
により、第２リード電極９２の表面が比較的平坦となるため、後述する絶縁膜１００との
密着性を高めることができる。本実施形態では、リード電極９０は、チタンタングステン
（ＴｉＷ）からなる第１リード電極９１と、アルミニウム合金からなる第２リード電極９
２とで形成されている。なお、第１リード電極９１は、第２リード電極９２と絶縁体膜５
５等とを密着させる密着層としての役割と、第２リード電極９２と上電極膜８０とを形成
する金属同士が化学的に反応するのを防止するバリア層としての役割とがある。

また、圧電素子３００は、絶縁性を有する材料からなる絶縁膜１００によって覆われている。例えば、圧電素子３００を構成する各層及びリード電極９０のパターン領域が、リード電極９０の接続部９０ａに対向する領域を除いて、絶縁膜１００によって覆われている。そして、第２リード電極９２が第１リード電極９１よりも狭い幅となっているため、このような絶縁膜１００によって第１リード電極９１及び第２リード電極９２が良好に被覆される（図３（ｂ）参照）。

例えば、第１リード電極が第２リード電極よりも狭い幅で形成されていると、第１リード電極の周縁には第２リード電極と絶縁体膜とで挟まれた隙間（空間）が形成されてしまう。そして、この上から例えば、ＣＶＤ法（化学蒸着法）等によって絶縁膜を形成すると、第１リード電極の周縁には絶縁膜が形成され難く、この部分から水分が透過して圧電体層が破壊され易くなってしまう。しかしながら、本発明のように、第２リード電極９２を第１リード電極９１よりも狭い幅で形成することによって、このような絶縁膜１００が形成され難い部分が無くなるため、圧電素子３００及びリード電極９０を絶縁膜１００によって確実に覆うことができる。また、第１リード電極９１が絶縁膜１００によって確実に覆われるため、水分がリード電極９０の接続部９０ａ側から第１リード電極９１の外縁に沿って圧電素子３００側に達するのを防止することができる。したがって、水分（湿気）等による圧電体層７０の破壊を確実に防止することができ、ヘッドの信頼性を向上することができる。

ここで、このような圧電素子３００及びリード電極９０を覆う絶縁膜１００の材料としては、無機絶縁材料であるのが好ましい。この無機絶縁材料としては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）等が挙げられるが、これら無機絶縁材料の中でも特に水分透過率の低い材料である酸化アルミニウムを用いるのが好ましい。すなわち、酸化アルミニウムを用いた場合、絶縁膜１００が、１００ｎｍ以下の薄膜で形成されていても、高湿度環境下での水分透過を十分に防ぐことができる。なお、絶縁膜の材料として、例えば、樹脂等の有機絶縁材料を用いるとなると、上記無機絶縁材料の絶縁膜と同程度の薄さでは、水分透過を十分に防ぐことができない。また、水分透過を防ぐために絶縁膜の膜厚を厚くすると、圧電素子の運動を妨げるという事態を招く虞がある。このような無機絶縁材料、特に、酸化アルミニウムからなる絶縁膜１００は、薄膜でも水分の透過性が極めて低いため、この絶縁膜１００によって、下電極膜６０、圧電体層７０、上電極膜８０及びリード電極９０を覆うことにより、圧電体層７０の水分に起因する破壊を防止することができる。

また、絶縁膜１００の材料としては、第１リード電極９１との密着性の面で、第１リード電極９１と同系の材料であるのが好ましく、本実施形態では、第１リード電極９１の材料としてアルミニウム合金を用いていることから、酸化アルミニウムを用いている。これにより、水分透過を確実に防止しつつ、第１リード電極９１と絶縁膜１００との密着性を高めて膜剥がれ等を防止することができる。

なお、流路形成基板１０上の圧電素子３００側の面には、圧電素子３００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３１を有する保護基板３０が接着剤３５を介して接着されている。圧電素子３００は、この圧電素子保持部３１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ている。さらに、保護基板３０には、流路形成基板１０の連通部１３に対応する領域にリザーバ部３２が設けられている。このリザーバ部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の並設方向に沿って設けられており、上述した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１１０を構成している。

また、保護基板３０の圧電素子保持部３１とリザーバ部３２との間の領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられ、この貫通孔３３内に上述したリード電極９０の接続部９０ａが露出されている。そして、これら接続部９０ａには、保護基板３０上に実装された駆動ＩＣ１２０の端子に一端が接続されたボンディングワイヤ等からなる接続配線１３０の他端が接続されている。
なお、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、流路形成基板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、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。また、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１１０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１１０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、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１１０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ＩＣ１２０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、圧電素子３００及び振動板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からインクが吐出する。

ここで、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及び図５、図７は、圧力発生室の長手方向の断面図であり、図６は、圧力発生室の幅方向の断面図である。まず、図４（ａ）に示すように、シリコン単結晶基板である流路形成基板１０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、流路形成基板１０の表面に弾性膜５０及びマスク膜５１を構成する二酸化シリコン膜５２を形成する。次いで、図４（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５２）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（ＺｒＯ_２）からなる絶縁体膜５５を形成する。次いで、図４（ｃ）に示すように、例えば、白金とイリジウムとを絶縁体膜５５上に積層することにより下電極膜６０を形成後、この下電極膜６０を所定形状にパターニングする。次に、図４（ｄ）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上電極膜８０とを流路形成基板１０の全面に形成し、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。

次に、リード電極９０を形成する。具体的には、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、流路形成基板１０の全面に亘って、例えば、チタンタングステン合金からなる第１リード電極９１を形成後、この上からアルミニウム合金からなる第２リード電極９２を形成し、例えば、レジスト等からなるマスクパターン２００を介して第２リード電極９１を所定のエッチング液によって選択的にウェットエッチングして所定形状にパターニングする。次に、図６（ｂ）に示すように、マスクパターン２００及び第２リード電極９２を介して第１リード電極９１を、第２リード電極９２をエッチングする際に使用したものとは異なる所定のエッチング液によって選択的にウェットエッチングして所定形状にパターニングする。このとき、第１リード電極９１は、サイドエッチングされて第２リード電極９２の幅よりも幅が狭く形成される。次いで、図６（ｃ）に示すように、マスクパターン２００を介して第２リード電極９２をサイドエッチングする。これにより、第２リード電極９２が第１リード電極９１の幅よりも全体的に狭い幅となる。その後、マスクパターン２００を除去することにより、図５（ｂ）に示すように、第１リード電極９１よりも狭い幅の第２リード電極９２を有するリード電極９０が形成される。このように、本発明では、第１リード電極９１をウェットエッチングした後に、さらに第２リード電極９２をウェットエッチング（サイドエッチング）することにより、第１リード電極９１よりも狭い幅の第２リード電極９２を比較的容易に且つ確実に形成することができる。

次に、図５（ｃ）及び図６（ｄ）に示すように、例えば、酸化アルミニウムからなる絶縁膜１００を形成すると共に所定形状にパターニングする。すなわち、絶縁膜１００を流路形成基板１０の全面に形成する。このとき、第２リード電極９２を第１リード電極９１よりも狭い幅で形成しているので、リード電極９０に対して絶縁膜１００が形成され難い部分が殆ど無く、圧電素子３００と共にリード電極９０を絶縁膜１００によって確実に覆うことができる。なお、その後は、絶縁膜１００のリード電極９０の接続部９０ａに対向する領域と共に、圧電素子３００を構成する各層及びリード電極９０のパターン領域以外も除去する。この絶縁膜１００の除去方法は、特に限定されないが、例えば、イオンミリング等のドライエッチングを用いることが好ましい。これにより、絶縁膜１００を選択的に良好に除去することができる。
次に、図７（ａ）に示すように、流路形成基板１０の圧電素子３００側に保護基板３０を接着剤３５によって接着した後、図７（ｂ）に示すように、所定形状にパターニングしたマスク膜５１を介して流路形成基板１０を異方性エッチングすることにより圧力発生室１２等を形成する。

なお、実際には、上述した一連の膜形成及び異方性エッチングによって一枚のウェハ上に多数のチップを同時に形成し、プロセス終了後、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毎に分割する。その後は、流路形成基板１０にマスク膜５１を介してノズルプレート２０を接合し、保護基板３０上に駆動ＩＣ１２０を実装すると共にコンプライアンス基板４０を接合した後、ワイヤボンディングによって駆動ＩＣ１２０と各圧電素子３００とを接続配線１３０を介して接続することにより、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドとなる。

（実施形態２）
図８は、本発明の実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの要部を示す断面図である。また、図９は、本発明の実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの製造工程を示す要部断面図である。本実施形態では、図８に示すように、第１リード電極９１Ａの第２リード電極９２Ａに相対向する接合領域からその幅方向両側に突出した突出領域が、第２リード電極９２Ａに相対向する接合領域の厚さよりも薄い薄膜部９５となっている。そして、第１リード電極９１Ａと第２リード電極９２Ａの接合面近傍から薄膜部９５の端部近傍までの形状をＲ形状とした以外、上述した実施形態１と同様である。

ここで、薄膜部９５は、図９に示すように、マスクパターン２００を介して第２リード電極９２Ａをウェットエッチングするのと同時に、第１リード電極９１Ａの周縁部を厚さ方向にウェットエッチングすることによって形成している。なお、本実施形態では、例えば、エッチング溶液やエッチング条件等を予め調整することで、第２リード電極９２Ａと共に第１リード電極９１Ａをウェットエッチングして薄膜部９５が形成されるように制御している。また、このように薄膜部９５をウェットエッチングによって形成する際には、第１リード電極９１Ａの幅方向中央部の外周面と薄膜部９５の上面とで挟まれた角部も同時にエッチングされ、第１リード電極９１Ａと第２のリード電極９２Ａの接合面近傍、すなわち、第１リード電極９１Ａの外周面と第２リード電極９２Ａの薄膜部９５の表面との境界部分９６の近傍から、薄膜部９５の端部近傍までの形状がＲ形状となる。そして、このようなリード電極９０Ａ及び圧電素子上に、例えば、ＣＶＤ法等によって絶縁膜１００を形成する場合には、少なくとも第１リード電極９１Ａと第２のリード電極９２Ａの接合面近傍である境界部分９６の近傍の形状がＲ形状となっているため、この部分に絶縁材料が略均一に蒸着し、このような境界部分９６を絶縁膜１００によってより確実に覆うことができる。したがって、比較的膜厚の薄い絶縁膜を形成する場合でも、圧電素子と共にリード電極９０Ａを絶縁膜１００によって確実に覆うことができる。これにより、圧電体層７０の水分に起因する破壊をより確実に防止することができ、ヘッドの信頼性をさらに高めることができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上述した実施形態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、第１リード電極９１の幅方向中央部に第２リード電極９２を設けたが、これに限定されず、例えば、第１リード電極の幅方向両端部の何れか一方の上面に第２リード電極を設けてもよい。
また、上述した実施形態１では、第１リード電極９１及び第２リード電極９２からなる２層のリード電極９０を例示したが、これに限定されず、第２リード電極上に、例えば、第３、第４リード電極等を設けて３層以上のリード電極としてもよい。但し、例えば、第２リード電極上に第３リード電極を設けて３層のリード電極とする場合には、第３リード電極を第２リード電極よりも狭い幅で且つその第２リード電極に相対向する領域内に形成する必要がある。リード電極を絶縁膜によって確実に覆うためである。
さらに、上述した実施形態１では、上電極膜８０の面上から引き出されたリード電極９０（上電極用リード電極）に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されず、下電極膜から保護基板の貫通孔内に引き出されるリード電極（下電極用リード電極）に本発明を適用するようにしてもよい。

なお、上述した実施形態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１０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１０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上を搬送されるようになっている。

また、上述した実施形態においては、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。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（面発光ディスプレー）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。

実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及びＡ−Ａ′断面図である。実施形態１に係る記録ヘッドの要部を示す平面図及びＢ−Ｂ′断面図である。実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程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工程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工程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工程を示す断面図である。実施形態２に係る記録ヘッドの要部を示す断面図である。実施形態２に係る記録ヘッドの製造工程を示す要部断面図である。一実施形態に係る記録装置の概略図である。

符号の説明

１０流路形成基板、１２圧力発生室、２０ノズルプレート、２１ノズル開口、３０保護基板、３１圧電素子保持部、３２リザーバ部、３３貫通孔、４０コンプライアンス基板、５０弾性膜、５５絶縁体膜、６０下電極膜、７０圧電体層、８０上電極膜、９０リード電極、９１第１リード電極、９２第２リード電極、９５薄膜部、１００絶縁膜、１１０リザーバ、１２０駆動ＩＣ、１３０接続配線、３００圧電素子

Claims

液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形
成基板の一方面側に振動板を介して設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドにおいて、
前記圧電素子から引き出されるリード電極を具備し、少なくとも前記圧電素子及び前記
リード電極が絶縁材料からなる絶縁膜によって覆われ、且つ前記リード電極は、前記流路
形成基板側に形成される第１リード電極と、当該第１リード電極上に形成される第２リード電極とを有し、
前記第１リード電極は、前記第２リード電極との接合領域から外側に突出した突出領域を有することを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１において、
前記絶縁膜が酸化アルミニウムからなることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１又は２において、
前記第１リード電極の前記第２リード電極と接合する接合領域から前記第１リード電極の短手方向に突出した突出領域が、前記接合領域における厚さよりも薄い薄膜部となっており、
前記第１リード電極と前記第２リード電極との接合面近傍から当該薄膜部の端部近傍までの形状がＲ形状となっていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１〜３の何れか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。
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形
成基板の一方面側に振動板を介して設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電
素子とを具備する液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記流路形成基板の一方面側に前記振動板を介して圧電素子を形成する工程と、前記圧
電素子から引き出され前記流路形成基板側に形成される第１リード電極と該第１リード電
極上に形成される第２リード電極とを有するリード電極を形成する工程と、少なくとも前
記圧電素子及び前記リード電極上に絶縁材料からなる絶縁膜を形成する工程とを具備し、
且つ前記リード電極を形成する工程では、前記流路形成基板の一方面側に前記第１リード
電極を形成すると共に当該第１リード電極上に前記第２リード電極を形成して当該第２リード電極を所定のマスクパターンを介してウェットエッチングした後に、前記マスクパターン及び前記第２リード電極を介して前記第１リード電極をウェットエッチングし、さら
に、前記マスクパターンを介して少なくとも前記第２リード電極をウェットエッチングすることによって、前記第１リード電極に前記第２リード電極との接合領域から外側に突出した突出領域を形成することを特徴する液体噴射ヘッドの製造方法。
請求項５において、前記絶縁膜をＣＶＤ法によって形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。