JP5110052B2

JP5110052B2 - アクチュエータ装置及び液体噴射ヘッド並びに液体噴射装置

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Publication number: JP5110052B2
Application number: JP2009172878A
Authority: JP
Inventors: 宏信風間; 正己村井; 浩二角; 欣山李; マキ伊藤; 俊昭横内
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2023-12-08
Also published as: JP2009272642A

Description

本発明は、振動板と、振動板上に形成された下電極、圧電体層、上電極からなる圧電素子を備えたアクチュエータ装置及び液体噴射ヘッド並びに液体噴射装置に関する。

電圧を印加することにより変位する圧電素子を具備するアクチュエータ装置は、例えば、液滴を噴射する液体噴射ヘッド等に搭載され、このような液体噴射ヘッドとしては、例えば、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滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドが知られている。そして、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装置を搭載したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータ装置を搭載したものの２種類が実用化されている。

前者は圧電素子の端面を振動板に当接させることにより圧力発生室の容積を変化させることができて、高密度印刷に適したヘッドの製作が可能である反面、圧電素子をノズル開口の配列ピッチに一致させて櫛歯状に切り分けるという困難な工程や、切り分けられた圧電素子を圧力発生室に位置決めして固定する作業が必要となり、製造工程が複雑であるという問題がある。これに対して後者は、圧電材料のグリーンシートを圧力発生室の形状に合わせて貼付し、これを焼成するという比較的簡単な工程で振動板に圧電素子を作り付けることができるものの、たわみ振動を利用する関係上、ある程度の面積が必要となり、高密度配列が困難であるという問題がある。また、後者の不都合を解消すべく、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を構成する圧電材料層の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が用いられる。この場合、圧電材料層を焼成する際に、圧電材料層の鉛成分が、シリコン（Ｓｉ）からなる流路形成基板の表面に設けられて振動板を構成する酸化シリコン膜に拡散してしまう。そして、この鉛成分の拡散によって酸化シリコンの融点が降下し、圧電材料層の焼成時の熱により溶融してしまうという問題がある。このような問題を解決するために、例えば、酸化シリコン膜上に振動板を構成する酸化ジルコニウム膜を設け、この酸化ジルコニウム膜上に圧電材料層を設けることで、圧電材料層から酸化シリコン膜への鉛成分の拡散を防止したものがある。（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、酸化ジルコニウム膜は、酸化シリコン膜との密着性が低く、振動板の剥がれ等が発生するという問題がある。すなわち、酸化ジルコニウム膜は、例えば、スパッタ法によりジルコニウム膜を形成後、このジルコニウム膜を熱酸化することによって形成される。そして、このように形成されたジルコニウム膜は、多結晶構造となるが、その結晶は団子状となることが多く、柱状結晶を含む場合でもその割合は低くなってしまうため、酸化シリコン膜との密着性が低く、酸化ジルコニウム膜の剥がれ等が発生するという問題がある。なお、このような問題は、インクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッドに搭載されるアクチュエータ装置だけでなく、他の装置に搭載されるアクチュエータ装置においても同様に存在する。

特開平１１−２０４８４９号公報（図１、図２、第５頁）

本発明は、このような事情に鑑み、振動板の剥がれを防止して耐久性及び信頼性を向上したアクチュエータ装置及び液体噴射ヘッド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、振動板と、該振動板上に下電極、圧電体層
及び上電極からなる圧電素子とを具備するアクチュエータ装置であって、前記振動板が、
酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）からなる絶縁体膜を少なくとも含み、該絶縁体膜の結晶は
（−１１１）面が厚さ方向に優先配向していることを特徴とするアクチュエータ装置にある。
かかる第１の態様では、絶縁体膜の品質が向上し、振動板の剥がれが防止される。また、絶縁体膜の品質が向上することで、この絶縁体膜上に形成される圧電体層等の各層の品
質が安定する。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記絶縁体膜の結晶が柱状であることを特徴とするアクチュエータ装置にある。
かかる第２の態様では、絶縁体膜の結晶が下面から上面まで連続的な柱状となることで、下層及び上層との密着性が向上する。

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記絶縁体膜の結晶が単斜晶であることを特徴とするアクチュエータ装置にある。
かかる第３の態様では、絶縁体膜の結晶が（−１１１）面に良好に配向する。

本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記絶縁体膜の膜厚が２００ｎｍ以上であり、且つ結晶粒径が２０ｎｍ〜１００ｎｍであることを特徴とするアクチュエータ装置にある。
かかる第４の態様では、絶縁体膜と、その上層及び下層との密着性がより確実に向上する。

本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記絶縁体膜の応力が、−１５０〜−３００［ＭＰａ］の範囲内であることを特徴とするアクチュエータ装置にある。
かかる第５の態様では、絶縁体膜の剥がれを確実に防止できる。また、圧電素子の駆動による振動板の変位低下が防止される。

本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記振動板が、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）からなる弾性膜を含み、前記絶縁体膜が前記弾性膜上に設けられていることを特徴とするアクチュエータ装置にある。
かかる第６の態様では、絶縁体膜の下層が、酸化シリコンからなる弾性膜であっても密着性が向上する。

本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかのアクチュエータ装置と、該アクチュエータ装置が一方面側に設けられると共に、液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室を備えた流路形成基板とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第７の態様では、耐久性及び信頼性を向上した液体噴射ヘッドを実現することができる。

本発明の第８の態様は、第７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８の態様では、耐久性及び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。

実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図。実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図。実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図。実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図。実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図。本発明に係るジルコニウム層のＸ線回折測定結果を示す図。本発明に係る酸化ジルコニウム層のＸ線回折測定結果を示す図。本発明に係る酸化ジルコニウム層の断面を示すＳＥＭ像。本発明に係る酸化ジルコニウム層の表面を示すＳＥＭ像。本発明に係る酸化ジルコニウム層の表面を示すＳＥＭ像。一実施形態に係る記録装置の概略図。

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に係るアクチュエータ装置を備えたインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及び断面図である。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り形成し酸化シリコン（ＳｉＯ₂）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、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、後述するマスク膜５１を介して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、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）、例えば、本実施形態では、単斜晶の酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５が形成されている。そして、この絶縁体膜５５は、その結晶が（−１１１）に優先配向しており、且つ本実施形態では、結晶が柱状に形成されている。これにより、絶縁体膜５５の弾性膜５０との密着性を向上することができ、振動板の剥離等の発生を防止することができる。また、この絶縁体膜５５上に形成される各層の品質を安定化させることができる。したがって、耐久性及び信頼性を向上したインクジェット式記録ヘッドを実現することができる。

なお、優先配向とは、結晶の配向方向が無秩序ではなく、特定の結晶面がほぼ一定の方向に向いている状態をいう。例えば、本実施形態では、酸化ジルコニウムの結晶の（−１１１）面が絶縁体膜５５の表面側を向いている状態となっている。また、結晶が柱状である膜とは、略円柱体の結晶が中心軸を厚さ方向に略一致させた状態で面方向に亘って集合して膜を形成している状態をいう。

また、このような絶縁体膜５５は、少なくとも２００ｎｍ以上の厚さで形成されていることが好ましく、例えば、本実施形態では、約４００ｎｍの厚さで形成されている。なお、この絶縁体膜５５は、詳しくは後述するが、圧電体層を形成する際に、弾性膜５０への鉛成分の拡散を防止する役割を果たしている。そして、絶縁体膜５５が２００ｎｍ以上の厚さで形成されていれば、弾性膜５０への鉛成分の拡散を確実に防止することができる。

また、絶縁体膜５５の厚さに応じて、酸化ジルコニウムの結晶粒径を適宜調整するのが好ましいが、例えば、２０ｎｍ〜１００ｎｍ程度であることが好ましい。これにより、絶縁体膜５５の弾性膜５０との密着性がさらに向上する。さらに、絶縁体膜５５の応力は、−１５０〜−３００［ＭＰａ］の範囲、すなわち、引張り方向の応力が１５０〜３００［ＭＰａ］の範囲であることが好ましい。この程度の応力とすれば、絶縁体膜５５にクラック等が発生することがなく、歩留まりが大幅に向上する。

なお、このような絶縁体膜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は圧電素子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、本実施形態では、弾性膜、絶縁体膜及び下電極膜が振動板として作用するが、勿論、弾性膜及び絶縁体膜のみが振動板として作用するようにしてもよい。
そして、このような各圧電素子３００の上電極膜８０には、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０がそれぞれ接続され、このリード電極９０を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加されるようになっている。

また、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を介して接合されている。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１００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内に下電極膜６０の一部及びリード電極９０の先端部が露出され、これら下電極膜６０及びリード電極９０には、図示しないが、駆動ＩＣから延設される接続配線の一端が接続される。
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。

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からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、図示しない駆動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開口２１からインク滴が吐出する。

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３〜図５を参照して説明する。なお、図３〜図５は、圧力発生室１２の長手方向の断面図である。まず、図３（ａ）に示すように、シリコンウェハであ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を構成する二酸化シリコン膜５２を形成する。なお、本実施形態では、流路形成基板１０として、膜厚が約６２５μｍと比較的厚く剛性の高いシリコンウェハを用いている。

次いで、図３（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５２）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、まず、弾性膜５０上に、スパッタ法、例えば、本実施形態では、ＤＣスパッタ法によりジルコニウム層を形成する。このとき、ジルコニウム層は、その表面の（００２）面配向度が８０％以上、特に、９０％以上となるように形成するのが好ましい。なお、「配向度」とは、Ｘ線回折広角法によってジルコニウム層を測定した際に生じる回折強度の比率をいう。具体的には、ジルコニウム層をＸ線回折広角法により測定すると、（１００）面、（００２）面及び（１０１）面に相当する回折強度のピークが発生する。そして、「（００２）面配向度」とは、これら各面に相当するピーク強度の和に対する（００２）面に相当するピーク強度の比率を意味する。

また、このように（００２）面配向度が８０％以上であるジルコニウム層を得るためには、ＤＣスパッタ法でジルコニウム層を形成する際の出力を５００［Ｗ］以下とすることが好ましい。さらに、スパッタ圧力は０．５［Ｐａ］以下とするのが好ましい。このように成膜条件を適宜選択してＤＣスパッタ法によりジルコニウム層を形成することにより、表面の（００２）面配向度が８０％以上であるジルコニウム層を確実に形成することができる。

そして、このように（００２）面配向度が８０％以上であるジルコニウム層を熱酸化することにより、（−１１１）面に優先配向した酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成することができる。具体的には、例えば、８５０〜１０００［℃］に加熱した拡散炉内に、例えば、３００［ｍｍ／ｍｉｎ］以上、好ましくは５００［ｍｍ／ｍｉｎ］以上のスピード（ロードスピード）で、流路形成基板用ウェハ１１０を挿入してジルコニウム層を熱酸化させる。
これにより、（−１１１）面に優先配向した酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５が形成される。また、このように形成した絶縁体膜５５を構成する酸化ジルコニウムの結晶は、下面から上面まで連続的な柱状結晶となる。

ここで、所定基板上に下記表１のスパッタ条件で形成したジルコニウム層のＸ線回折測定結果を図６に示す。また、このジルコニウム層を下記表１の熱酸化条件で熱酸化して形成した酸化ジルコニウム層のＸ線回折結果を図７に示す。さらに、図８に、この酸化ジルコニウム層の断面ＳＥＭ像を示す。

図６に示すように、このジルコニウム層では、回折強度の（００２）面に相当するピークは極めて大きいのに対し、（１００）面及び（１０１）面に相当するピークは極めて小さく実質的に零に近い程度であった。すなわち、回折強度のピークが実質的に（００２）面に相当する位置にしか発生しておらず、このジルコニウム層の（００２）面配向度が極めて高いことが確認された。なお、（００２）面配向度は、具体的には、約９９．７％であった。また、図７に示すように、このジルコニウム層を熱酸化して形成した酸化ジルコニウム層では、回折強度のピークが実質的に（−１１１）に相当する位置にしか発生しておらず、この酸化ジルコニウム層の結晶が（−１１１）面に優先配向していることが確認された。

さらには、図８に示すように、結晶が（−１１１）面に優先配向する酸化ジルコニウム層では、団子状の結晶は見られず、ほぼ全ての結晶が柱状となっていることを確認できる。
これらの結果から明らかなように、（００２）面配向度が比較的高いジルコニウム層を熱酸化することで、柱状結晶で（−１１１）面に優先配向した酸化ジルコニウム層（絶縁体膜５５）を形成することができる。

また、ジルコニウム層の（００２）面配向度を調整することで、（−１１１）面に優先配向した酸化ジルコニウム層（絶縁体膜５５）を形成することができると共に、酸化ジルコニウム層（絶縁体膜５５）の結晶粒径を制御することもできる。図９は（００２）面配向度が９９．７％であるジルコニウム層を熱酸化して形成した酸化ジルコニウム層の表面のＳＥＭ像であり、図１０は（００２）面配向度が９０％であるジルコニウム層を熱酸化して形成した酸化ジルコニウム層の表面のＳＥＭ像である。図９に示すＳＥＭ像から分かるように、（００２）面配向度が９９．７％であるジルコニウム層を熱酸化して酸化ジルコニウム層を形成した場合、酸化ジルコニウムの平均結晶粒径は約１００ｎｍ程度であった。一方、（００２）面配向度が約９０％であるジルコニウム層を熱酸化して形成した酸化ジルコニウム層の場合、図１０に示すＳＥＭ像から分かるように、平均結晶粒径は約５０ｎｍ程度であり、（００２）面配向度が９９．７％であるジルコニウム層を熱酸化した場合よりも小さくなっていた。

すなわち、酸化ジルコニウムの結晶粒径は、熱酸化前のジルコニウム層の（００２）面配向度によって変化し、ジルコニウム層の（００２）面配向度を高くするほど、酸化ジルコニウムの平均結晶粒径は大きくなる。したがって、ジルコニウム層の（００２）面配向度を調整することで、絶縁体膜５５を構成する酸化ジルコニウムの平均結晶粒径を制御でき、例えば、２０ｎｍ〜１００ｎｍ程度の範囲であれば確実に制御することができる。

なお、このような絶縁体膜５５を形成した後は、図３（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。次いで、図３（ｄ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）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とを流路形成基板用ウェハ１１０の全面に形成する。ここで、本実施形態では、金属有機物を触媒に溶解・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−ゲル法を用いてチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電体層７０を形成している。なお、このように圧電体層７０を形成すると、焼成時に圧電体層７０の鉛成分が弾性膜５０に拡散する虞があるが、圧電体層７０の下側には酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５が設けられているため、圧電体層７０の鉛成分が弾性膜５０に拡散することはない。

次いで、図４（ａ）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。次に、リード電極９０を形成する。具体的には、図４（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の全面に亘って、例えば、金（Ａｕ）等からなる金属層９１を形成する。その後、例えば、レジスト等からなるマスクパターン（図示なし）を介して金属層９１を各圧電素子３００毎にパターニングすることでリード電極９０が形成される。

次に、図４（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の圧電素子３００側に、シリコンウェハであり複数の保護基板３０となる保護基板用ウェハ１３０を接合する。なお、この保護基板用ウェハ１３０は、例えば、４００μｍ程度の厚さを有するため、保護基板用ウェハ１３０を接合することによって流路形成基板用ウェハ１１０の剛性は著しく向上することになる。

次いで、図４（ｄ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０をある程度の厚さとなるまで研磨した後、更に弗化硝酸によってウェットエッチングすることにより流路形成基板用ウェハ１１０を所定の厚みにする。例えば、本実施形態では、約７０μｍ厚になるように流路形成基板用ウェハ１１０をエッチング加工した。次いで、図５（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０上に、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなるマスク膜５１を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、このマスク膜５１を介して流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチングすることにより、図５（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０に圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４等を形成する。

なお、その後は、流路形成基板用ウェハ１１０及び保護基板用ウェハ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１１０の保護基板用ウェハ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。

（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。また、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１１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１１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、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例示して本発明を説明したが、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、液晶ディスプレイ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ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）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。また、本発明は、液体噴射ヘッド（インクジェット式記録ヘッド）に搭載されるアクチュエータ装置だけでなく、あらゆる装置に搭載されるアクチュエータ装置に適用できることは言うまでもない。

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、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…圧電体膜、８０…上電極膜、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。

Claims

振動板と、該振動板上に下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子とを具備するアクチュエータ装置であって、
前記振動板が、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）からなる弾性膜と、該弾性膜上に形成された酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）からなる絶縁体膜を少なくとも含み、該絶縁体膜の結晶は（−１１１）面が厚さ方向に優先配向していることを特徴とするアクチュエータ装置。
請求項１において、前記絶縁体膜の結晶が柱状であることを特徴とするアクチュエータ装置。
請求項１又は２において、前記絶縁体膜の結晶が単斜晶であることを特徴とするアクチュエータ装置。
請求項１〜３の何れかにおいて、前記絶縁体膜の応力が、−１５０〜−３００［ＭＰａ］の範囲内であることを特徴とするアクチュエータ装置。
請求項１〜４の何れかのアクチュエータ装置と、該アクチュエータ装置が一方面側に設けられると共に、液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室を備えた流路形成基板とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項５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。