液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッド
【課題】配線部の形成にメッキ法を採用するにあたり生じ得る圧電素子の動作不良を抑制できる液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッドを提供する。
【解決手段】インクを噴射するノズルに連通する圧力発生室を変位させる圧電素子３００と、圧電素子３００の上に少なくとも一部が乗り上げられ、該圧電素子３００と電気的に接続されるリード電極９０と、を有するインクジェット式記録ヘッドの製造方法であって、リード電極９０は、第１の導電層１２１と、メッキ法により形成され、第１の導電層１２１を覆う第２の導電層１２２と、を有しており、メッキ法により第２の導電層１２２を形成する前に、リード電極９０が接続される圧電素子３００の乗り上げ面１３０ａに、導電性を有する酸化膜１３１を形成する酸化膜形成工程を有するという手法を採用する。
【解決手段】インクを噴射するノズルに連通する圧力発生室を変位させる圧電素子３００と、圧電素子３００の上に少なくとも一部が乗り上げられ、該圧電素子３００と電気的に接続されるリード電極９０と、を有するインクジェット式記録ヘッドの製造方法であって、リード電極９０は、第１の導電層１２１と、メッキ法により形成され、第１の導電層１２１を覆う第２の導電層１２２と、を有しており、メッキ法により第２の導電層１２２を形成する前に、リード電極９０が接続される圧電素子３００の乗り上げ面１３０ａに、導電性を有する酸化膜１３１を形成する酸化膜形成工程を有するという手法を採用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドとして、下記特許文献１には、インクジェット式記録ヘッドが開示されている。このインクジェット式記録ヘッドは、ノズルに連通する圧力発生室と、下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子と、を具備し、この圧電素子に電圧を印加し、たわみ変形させることによって、圧力発生室内に圧力を付与し、ノズルからインク滴を噴射させる構成となっている。
【０００３】
圧電素子は、配線部と電気的に接続されている。この配線部は、スパッタ法により成膜した金属層の上に、レジストを形成し、このレジストをマスクとしてウェットエッチングすることによってパターニングされている。このため、圧電素子に電気的に接続される配線部の少なくとも一部は、当該圧電素子の上に乗り上げるようにして形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２８２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来技術においては、金（Ａｕ）等を用いて配線部を形成しており、コスト高であった。一方で、比較的安価な配線材料（銅（Ｃｕ）やアルミ（Ａｌ）等）で配線部を形成すると、酸化（劣化）し易くなるという問題がある。
そこで、本願発明者は、比較的安価な配線材料で形成した第１の導電層の上に、メッキ法により金（Ａｕ）等の酸化し難い材料を用いた第２の導電層を成膜することを考えた。
【０００６】
しかしながら、メッキ法を用いると、配線部だけでなく、その一部が乗り上がった圧電素子の上にも、メッキが析出してしまうという問題がある。圧電素子の上にメッキが析出すると、圧電素子のたわみ変形がメッキの剛性により阻害され、動作不良を引き起こす虞がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、メッキ法を採用するにあたり生じ得る圧電素子の動作不良を抑制できる液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、液体を噴射するノズルに連通する圧力発生室を変位させる圧電素子と、上記圧電素子の上に少なくとも一部が乗り上げられ、該圧電素子と電気的に接続される配線部と、を有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、上記配線部は、第１の導電層と、メッキ法により形成され、上記第１の導電層を覆う第２の導電層と、を有しており、上記メッキ法により上記第２の導電層を形成する前に、上記配線部が接続される上記圧電素子の乗り上げ面に、導電性を有する酸化膜を形成する酸化膜形成工程を有するという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、配線部が接続される圧電素子の乗り上げ面に酸化膜を形成することで、メッキ中の触媒作用を機能させないようにし、当該乗り上げ面におけるメッキの析出を抑制させる。また、当該酸化膜は、導電性を有するため、配線部と圧電素子との電気的な接続状態は維持される。
【０００９】
また、本発明においては、上記酸化膜形成工程は、上記乗り上げ面に、第３の導電層を形成する導電層形成工程と、上記第３の導電層の表面の少なくとも一部を酸化させる導電層酸化工程と、を有するという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、圧電素子の上に第３の導電層を設け、この第３の導電層の表面の少なくとも一部を酸化させて酸化膜を形成する。
【００１０】
また、本発明においては、上記導電層酸化工程では、酸素プラズマを用いるという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、酸素プラズマを用いることで、加熱炉等を用いた加熱酸化よりも、低温で酸化膜を形成できるため、圧電素子やその他の部品にダメージを与えないようにすることができる。
【００１１】
また、本発明においては、上記圧電素子は、下電極、圧電体層及び上電極が順次積層して成り、上記第３の導電層は、上記上電極よりもイオン化傾向が大きいという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、第３の導電層は、上電極よりもイオン化傾向が大きいため、配線部をウェットエッチングする際に、上電極に生じる電食反応を抑制することができる。
【００１２】
また、本発明においては、上記第３の導電層は、チタンから形成されているという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、第３の導電層を卑金属であるチタン（Ｔｉ）で形成することで、酸化膜を容易に形成することが可能となる。
【００１３】
また、本発明においては、上記第２の導電層は、金から形成されているという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、第２の導電層を貴金属である金（Ａｕ）で形成することで、配線部の酸化を抑制することができる。
【００１４】
また、本発明においては、液体を噴射するノズルに連通する圧力発生室を変位させる圧電素子と、上記圧電素子と電気的に接続される配線部と、を有する液体噴射ヘッドであって、上記配線部は、第１の導電体と、メッキ法により形成され、上記第１の導電層を覆う第２の導電層と、を有しており、上記配線部が接続される上記圧電素子の乗り上げ面に導電性を有する酸化膜が形成されているという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、配線部が接続される圧電素子の乗り上げ面に酸化膜を形成することで、メッキ中の触媒作用を機能させないようにし、当該乗り上げ面におけるメッキの析出を抑制させる。また、当該酸化膜は、導電性を有するため、配線部と圧電素子との電気的な接続状態は維持される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態における製造方法によって製造されたインクジェット式記録ヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態におけるインクジェット式記録ヘッドの構成を示す平面図及び断面図である。
【図３】本発明の実施形態における製造方法のうち、圧電素子及びリード電極を形成する工程について説明する図である。
【図４】本発明の実施形態における製造方法のうち、圧電素子及びリード電極を形成する工程について説明する図である。
【図５】本発明の別実施形態における圧電素子及びリード電極の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下の説明では、インクジェット式記録ヘッドを例示して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態における製造方法によって製造されたインクジェット式記録ヘッドの構成を示す分解斜視図である。図２は、本発明の実施形態におけるインクジェット式記録ヘッドの構成を示す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、その両面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。
【００１８】
この流路形成基板１０には、その他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された複数の圧力発生室１２が幅方向に並設されている。各圧力発生室１２の外側には、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成する連通部１３が形成され、各圧力発生室１２の長手方向一端部とそれぞれインク供給路１４を介して連通されている。
【００１９】
また、流路形成基板１０の一方の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側で連通するノズル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、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、あるいはステンレス鋼（ＳＵＳ）などからなる。
【００２０】
流路形成基板１０の上記開口面とは反対側には、上述したように二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、例えば、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）等からなる絶縁体膜５５が積層形成されている。また、絶縁体膜５５上には、下電極膜（下電極）６０と圧電体層７０と上電極膜（上電極）８０とからなる圧電素子３００が形成されている。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。
【００２１】
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を圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。例えば、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。圧電素子３００の個別電極である各上電極膜８０の端部近傍には、リード電極（配線部）９０が接続され、このリード電極９０は、圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ２２０と駆動配線２００を介して接続される。
【００２２】
リード電極９０の一部は、圧電素子３００の上に乗り上げられ、該圧電素子３００と電気的に接続されている。リード電極９０は、スパッタ法により設けられた密着層１１０を介して金属層１２０が設けられて構成されている。金属層１２０は、スパッタ法により、密着層１１０の上に設けられた第１の導電層１２１と、メッキ法により形成され、第１の導電層１２１を覆う第２の導電層１２２と、を有する２層構造となっている。
【００２３】
第１の導電層１２１の材料は、比較的安価で導電性の高い材料であれば特に限定されないが、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等を用いることができる。本実施形態では、第１の導電層１２１の材料として銅（Ｃｕ）を用いている。
第２の導電層１２２の材料は、酸化し難く導電性の高い材料であれば特に限定されないが、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）等を用いることができる。本実施形態では、第２の導電層１２２の材料として金（Ａｕ）を用いている。
【００２４】
密着層１１０は、金属層１２０の密着性を確保するための役割を果たすものであり、その材料は金属層１２０の材料に応じて適宜決定されればよいが、例えば、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、若しくはこれらの化合物等が好適に用いられる。本実施形態では、密着層１１０の材料としてニッケルクロム（ＮｉＣｒ）を用いている。
【００２５】
上記構成のリード電極９０が接続される圧電素子３００の乗り上げ面１３０ａには、導電性を有する酸化膜１３１が形成されている。本実施形態では、圧電素子３００の上電極膜８０の上に、第３の導電層１３０が形成されており、当該第３の導電層１３０の表面の少なくとも一部を酸化させることにより、酸化膜１３１が形成されている。
【００２６】
第３の導電層１３０の材料は、導電性を有する酸化膜１３１を形成できる材料であれば特に限定されないが、リード電極９０をウェットエッチングによりパターニングする際に、上電極膜８０に生じる電食反応を抑制するべく、上電極膜８０（本実施形態ではイリジウム（Ｉｒ））よりもイオン化傾向が大きい材料であることが好ましく、例えば、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等を用いることができる。本実施形態では、第３の導電層１３０の材料としてチタン（Ｔｉ）を用いており、それにより形成される酸化膜１３１は、酸化チタン（ＴｉＯｘ）となっている。
【００２７】
このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、表面に接続配線２１０が設けられた配線基板、本実施形態では、保護基板３０が接着層３５を介して接合されている。この保護基板３０は、圧電素子３００に対向する領域に、圧電素子３００を保護するための空間である圧電素子保持部３１を有し、圧電素子３００はこの圧電素子３００内に配置されている。なお、圧電素子保持部３１は、密封されていても密封されていなくてもよい。
【００２８】
また、保護基板３０には、連通部１３に対向する領域に、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通部であるリザーバ部３２が設けられている。このリザーバ部３２は、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。なお、保護基板３０は、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好ましく、例えば、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ている。
【００２９】
保護基板３０上には、リザーバ部３２に対向する領域に、例えば、ＰＰＳフィルム等の可撓性を有する材料からなる封止膜４１及び、金属材料等の硬質材料からなる固定板４２とで構成されるコンプライアンス基板４０が接合されている。固定板４２のリザーバ部３２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、リザーバ部３２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。
【００３０】
また、この保護基板３０上には、各圧電素子３００をそれぞれ選択的に駆動するための駆動ＩＣ２２０が実装されている。保護基板３０上には、所定形状にパターニングされた接続配線２１０が設けられており、駆動ＩＣ２２０は、この接続配線２１０上に実装されている。接続配線２１０には、例えば、ＦＰＣ等の外部配線（図示なし）が電気的に接続され、この外部配線からの駆動信号及び駆動電圧が、接続配線２１０を介して各駆動ＩＣ２２０に供給されるようになっている。
【００３１】
上記構成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２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ＩＣ２２０からの駆動信号に従い、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との間に駆動電圧を印加し、弾性膜５０、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内の圧力を高め、ノズル２１からインク滴を吐出させることが可能となっている。
【００３２】
以下、上記構成のインクジェット式記録ヘッドの製造方法のうち、圧電素子３００及びリード電極９０を形成する工程について詳しく説明する。
【００３３】
先ず、図３（ａ）に示すように、シリコンウェハからなる流路形成基板１０を、例えば、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を形成する。
次に、図３（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン）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、弾性膜５０（二酸化シリコン）上に、例えば、スパッタ法等によりジルコニウム（Ｚｒ）層を形成後、このジルコニウム層を、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（ＺｒＯ２）からなる絶縁体膜５５を形成する。
【００３４】
次に、図３（ｃ）に示すように、例えば、白金（Ｐｔ）とイリジウム（Ｉｒ）とを絶縁体膜５５上に積層することにより下電極膜６０を形成した後、この下電極膜６０を所定形状にパターニングする。
そして、図３（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、例えば、チタンからなる第３の導電層１３０とを流路形成基板１０の全面に形成し、これら圧電体層７０、上電極膜８０及び第３の導電層１３０を、各圧力発生室１２に対向する領域毎にパターニングし、乗り上げ面１３０ａに第３の導電層１３０が形成された圧電素子３００を形成する（導電層形成工程）。
【００３５】
なお、圧電素子３００を構成する圧電体層７０の材料としては、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、ビスマス又はイットリ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、ＰｂＴｉＯ３（ＰＴ）、ＰｂＺｒＯ３（ＰＺ）、Ｐｂ（ＺｒｘＴｉ１−ｘ）Ｏ３（ＰＺＴ）、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＭＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＺＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＮＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｉｎ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＩＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ１／２Ｔａ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＳＴ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＳＮ−ＰＴ）、ＢｉＳｃＯ３−ＰｂＴｉＯ３（ＢＳ−ＰＴ）、ＢｉＹｂＯ３−ＰｂＴｉＯ３（ＢＹ−ＰＴ）等が挙げられる。また、圧電体層７０の形成方法は、特に限定されないが、例えば、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−ゲル法を用いて圧電体層７０を形成する。
【００３６】
次に、図４（ａ）に示すように、第３の導電層１３０の表面の少なくとも一部（本実施形態では全面）を酸化させ、酸化チタンからなる酸化膜１３１を形成する（導電層酸化工程（酸化膜形成工程））。第３の導電層１３０は、卑金属であるチタン（Ｔｉ）から形成されており、酸化膜１３１を容易に形成することができる。
本実施形態では、酸化膜１３１の形成に、酸素プラズマを用いる。この手法によれば、例えば、加熱炉等を用いて数百℃の高温雰囲気下で加熱酸化させるよりも、低温で酸化膜１３１を形成できるため、圧電素子３００やその他の部品（基板）にダメージを与えないようにすることができる。酸化膜１３１は、自然酸化による厚みの２倍以上に形成することが好ましく、本実施形態では６ナノメートル（ｎｍ）以上の厚みで形成する。
【００３７】
次に、図４（ｂ）に示すように、リード電極９０の一部を形成する。具体的には、まず流路形成基板１０の全面に亘って密着層１１０を介して第１の導電層１２１を形成し、密着層１１０と第１の導電層１２１とからなる配線層を形成する。そして、この配線層上に、例えば、レジスト等からなるマスクパターン（図示なし）を形成し、このマスクパターンを介して第１の導電層１２１及び密着層１１０をウェットエッチングし、圧電素子３００毎にパターニングする。
【００３８】
ここで、上電極膜８０（イリジウム（Ｉｒ））は、イオン化傾向が大きい第３の導電層１３０（チタン（Ｔｉ））で覆われているため、密着層１１０（ニッケルクロム（ＮｉＣｒ））をウェットエッチングする際に、エッチング液中において異種金属間（本実施形態では、チタンとニッケルクロムとの間）に生じ得る電位差を小さくし、局部電流の発生を抑えることができる。これにより、貴金属である上電極膜８０の電食反応を抑制することが可能となる。
【００３９】
そして、図４（ｃ）に示すように、メッキ法により第２の導電層１２２を形成する。
このメッキ法としては、例えば無電解メッキ法を用いることができ、流路形成基板１０を５０℃程度のメッキ液に浸漬させ、第１の導電層１２１を触媒としてメッキ液中の金（Ａｕ）を化学的に析出させることにより、所定厚の第２の導電層１２２を形成し、リード電極９０を形成することができる。ここで、リード電極９０が接続される圧電素子３００の乗り上げ面１３０ａには、予め酸化膜１３１が形成されている。酸化膜１３１は、メッキ中、乗り上げ面１３０ａにおける電子のやりとりを抑制し、触媒作用を機能させないようにするため、当該乗り上げ面１３０ａにおけるメッキの析出が抑制される。このため、金（Ａｕ）は、第１の導電層１２１の上に必要限、析出することとなる。以上により、乗り上げ面１３０ａにメッキを析出させることなく、流路形成基板１０上に圧電素子３００及びリード電極９０を形成することができる。
【００４０】
なお、このように形成された流路形成基板１０を、圧電素子保持部３１及びリザーバ部３２等が形成された保護基板３０と接合し、接合した側と逆側の流路形成基板１０を研磨及びフッ硝酸によるエッチングにより所定の厚さとした後、窒化シリコンからなるマスクを形成し、このマスクを介して異方性エッチングすることで、圧力発生室１２や連通部１３等を形成し、さらに、連通部１３とリザーバ部３２とを連通させてリザーバ１００を形成する。その後、接続配線２１０上に駆動ＩＣ２２０を実装すると共に、駆動ＩＣ２２０とリード電極９０とを駆動配線２００を介して接続する。さらに、流路形成基板１０に、ノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板３０に、コンプライアンス基板４０を接合することによって、図１及び図２に示す構造のインクジェット式記録ヘッドが製造される。
【００４１】
上記のように製造されたインクジェット式記録ヘッドによれば、リード電極９０の金属層１２０を２層構造とし、第１の導電層１２１を比較的安価な銅（Ｃｕ）で形成することで、コスト安とすることができる。また、第１の導電層１２１を、金（Ａｕ）メッキからなる第２の導電層１２２で覆うことで、リード電極９０の酸化（劣化）を抑制することができる。さらに、リード電極９０が接続される圧電素子３００の乗り上げ面１３０ａに酸化膜１３１を形成することで、乗り上げ面１３０ａにおけるメッキの析出を抑制でき、メッキの剛性により圧電素子３００のたわみ変形が阻害されるといった動作不良を回避することができる。また、酸化膜１３１は、導電性を有するため、リード電極９０と圧電素子３００との電気的な接続状態は維持される。
【００４２】
したがって、上述した本実施形態によれば、インクを噴射するノズル２１に連通する圧力発生室１２を変位させる圧電素子３００と、圧電素子３００の上に少なくとも一部が乗り上げられ、該圧電素子３００と電気的に接続されるリード電極９０と、を有するインクジェット式記録ヘッドの製造方法であって、リード電極９０は、第１の導電層１２１と、メッキ法により形成され、第１の導電層１２１を覆う第２の導電層１２２と、を有しており、メッキ法により第２の導電層１２２を形成する前に、リード電極９０が接続される圧電素子３００の乗り上げ面１３０ａに、導電性を有する酸化膜１３１を形成する酸化膜形成工程を有するという手法を採用することによって、リード電極９０の形成にメッキ法を採用するにあたり生じ得る圧電素子３００の動作不良を抑制することが可能となる。
【００４３】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４４】
例えば、上述した実施形態では、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、図５に示すように、上電極膜８０を圧電素子３００の共通電極とし、下電極膜６０を圧電素子３００の個別電極としてもよい。この場合であっても、リード電極９０が乗り上げられる上電極膜８０の乗り上げ面１３０ａに酸化膜１３１を形成することで、乗り上げ面１３０ａにおけるメッキの析出を抑制でき、圧電素子３００の動作不良を抑制することが可能となる。
【００４５】
さらに、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の製造方法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（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。
【符号の説明】
【００４６】
１２…圧力発生室、２１…ノズル、６０…下電極膜（下電極）、７０…圧電体層、８０…上電極膜（上電極）、９０…リード電極（配線部）、１２１…第１の導電層、１２２…第２の導電層、１３０…第３の導電層、１３０ａ…乗り上げ面、１３１…酸化膜、３００…圧電素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドとして、下記特許文献１には、インクジェット式記録ヘッドが開示されている。このインクジェット式記録ヘッドは、ノズルに連通する圧力発生室と、下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子と、を具備し、この圧電素子に電圧を印加し、たわみ変形させることによって、圧力発生室内に圧力を付与し、ノズルからインク滴を噴射させる構成となっている。
【０００３】
圧電素子は、配線部と電気的に接続されている。この配線部は、スパッタ法により成膜した金属層の上に、レジストを形成し、このレジストをマスクとしてウェットエッチングすることによってパターニングされている。このため、圧電素子に電気的に接続される配線部の少なくとも一部は、当該圧電素子の上に乗り上げるようにして形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２８２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来技術においては、金（Ａｕ）等を用いて配線部を形成しており、コスト高であった。一方で、比較的安価な配線材料（銅（Ｃｕ）やアルミ（Ａｌ）等）で配線部を形成すると、酸化（劣化）し易くなるという問題がある。
そこで、本願発明者は、比較的安価な配線材料で形成した第１の導電層の上に、メッキ法により金（Ａｕ）等の酸化し難い材料を用いた第２の導電層を成膜することを考えた。
【０００６】
しかしながら、メッキ法を用いると、配線部だけでなく、その一部が乗り上がった圧電素子の上にも、メッキが析出してしまうという問題がある。圧電素子の上にメッキが析出すると、圧電素子のたわみ変形がメッキの剛性により阻害され、動作不良を引き起こす虞がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、メッキ法を採用するにあたり生じ得る圧電素子の動作不良を抑制できる液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、液体を噴射するノズルに連通する圧力発生室を変位させる圧電素子と、上記圧電素子の上に少なくとも一部が乗り上げられ、該圧電素子と電気的に接続される配線部と、を有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、上記配線部は、第１の導電層と、メッキ法により形成され、上記第１の導電層を覆う第２の導電層と、を有しており、上記メッキ法により上記第２の導電層を形成する前に、上記配線部が接続される上記圧電素子の乗り上げ面に、導電性を有する酸化膜を形成する酸化膜形成工程を有するという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、配線部が接続される圧電素子の乗り上げ面に酸化膜を形成することで、メッキ中の触媒作用を機能させないようにし、当該乗り上げ面におけるメッキの析出を抑制させる。また、当該酸化膜は、導電性を有するため、配線部と圧電素子との電気的な接続状態は維持される。
【０００９】
また、本発明においては、上記酸化膜形成工程は、上記乗り上げ面に、第３の導電層を形成する導電層形成工程と、上記第３の導電層の表面の少なくとも一部を酸化させる導電層酸化工程と、を有するという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、圧電素子の上に第３の導電層を設け、この第３の導電層の表面の少なくとも一部を酸化させて酸化膜を形成する。
【００１０】
また、本発明においては、上記導電層酸化工程では、酸素プラズマを用いるという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、酸素プラズマを用いることで、加熱炉等を用いた加熱酸化よりも、低温で酸化膜を形成できるため、圧電素子やその他の部品にダメージを与えないようにすることができる。
【００１１】
また、本発明においては、上記圧電素子は、下電極、圧電体層及び上電極が順次積層して成り、上記第３の導電層は、上記上電極よりもイオン化傾向が大きいという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、第３の導電層は、上電極よりもイオン化傾向が大きいため、配線部をウェットエッチングする際に、上電極に生じる電食反応を抑制することができる。
【００１２】
また、本発明においては、上記第３の導電層は、チタンから形成されているという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、第３の導電層を卑金属であるチタン（Ｔｉ）で形成することで、酸化膜を容易に形成することが可能となる。
【００１３】
また、本発明においては、上記第２の導電層は、金から形成されているという手法を採用する。
このような手法を採用することによって、本発明では、第２の導電層を貴金属である金（Ａｕ）で形成することで、配線部の酸化を抑制することができる。
【００１４】
また、本発明においては、液体を噴射するノズルに連通する圧力発生室を変位させる圧電素子と、上記圧電素子と電気的に接続される配線部と、を有する液体噴射ヘッドであって、上記配線部は、第１の導電体と、メッキ法により形成され、上記第１の導電層を覆う第２の導電層と、を有しており、上記配線部が接続される上記圧電素子の乗り上げ面に導電性を有する酸化膜が形成されているという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、配線部が接続される圧電素子の乗り上げ面に酸化膜を形成することで、メッキ中の触媒作用を機能させないようにし、当該乗り上げ面におけるメッキの析出を抑制させる。また、当該酸化膜は、導電性を有するため、配線部と圧電素子との電気的な接続状態は維持される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態における製造方法によって製造されたインクジェット式記録ヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態におけるインクジェット式記録ヘッドの構成を示す平面図及び断面図である。
【図３】本発明の実施形態における製造方法のうち、圧電素子及びリード電極を形成する工程について説明する図である。
【図４】本発明の実施形態における製造方法のうち、圧電素子及びリード電極を形成する工程について説明する図である。
【図５】本発明の別実施形態における圧電素子及びリード電極の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。なお、以下の説明では、インクジェット式記録ヘッドを例示して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態における製造方法によって製造されたインクジェット式記録ヘッドの構成を示す分解斜視図である。図２は、本発明の実施形態におけるインクジェット式記録ヘッドの構成を示す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、その両面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。
【００１８】
この流路形成基板１０には、その他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された複数の圧力発生室１２が幅方向に並設されている。各圧力発生室１２の外側には、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成する連通部１３が形成され、各圧力発生室１２の長手方向一端部とそれぞれインク供給路１４を介して連通されている。
【００１９】
また、流路形成基板１０の一方の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側で連通するノズル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、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、あるいはステンレス鋼（ＳＵＳ）などからなる。
【００２０】
流路形成基板１０の上記開口面とは反対側には、上述したように二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、例えば、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）等からなる絶縁体膜５５が積層形成されている。また、絶縁体膜５５上には、下電極膜（下電極）６０と圧電体層７０と上電極膜（上電極）８０とからなる圧電素子３００が形成されている。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。
【００２１】
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を圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。例えば、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。圧電素子３００の個別電極である各上電極膜８０の端部近傍には、リード電極（配線部）９０が接続され、このリード電極９０は、圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ２２０と駆動配線２００を介して接続される。
【００２２】
リード電極９０の一部は、圧電素子３００の上に乗り上げられ、該圧電素子３００と電気的に接続されている。リード電極９０は、スパッタ法により設けられた密着層１１０を介して金属層１２０が設けられて構成されている。金属層１２０は、スパッタ法により、密着層１１０の上に設けられた第１の導電層１２１と、メッキ法により形成され、第１の導電層１２１を覆う第２の導電層１２２と、を有する２層構造となっている。
【００２３】
第１の導電層１２１の材料は、比較的安価で導電性の高い材料であれば特に限定されないが、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等を用いることができる。本実施形態では、第１の導電層１２１の材料として銅（Ｃｕ）を用いている。
第２の導電層１２２の材料は、酸化し難く導電性の高い材料であれば特に限定されないが、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）等を用いることができる。本実施形態では、第２の導電層１２２の材料として金（Ａｕ）を用いている。
【００２４】
密着層１１０は、金属層１２０の密着性を確保するための役割を果たすものであり、その材料は金属層１２０の材料に応じて適宜決定されればよいが、例えば、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、若しくはこれらの化合物等が好適に用いられる。本実施形態では、密着層１１０の材料としてニッケルクロム（ＮｉＣｒ）を用いている。
【００２５】
上記構成のリード電極９０が接続される圧電素子３００の乗り上げ面１３０ａには、導電性を有する酸化膜１３１が形成されている。本実施形態では、圧電素子３００の上電極膜８０の上に、第３の導電層１３０が形成されており、当該第３の導電層１３０の表面の少なくとも一部を酸化させることにより、酸化膜１３１が形成されている。
【００２６】
第３の導電層１３０の材料は、導電性を有する酸化膜１３１を形成できる材料であれば特に限定されないが、リード電極９０をウェットエッチングによりパターニングする際に、上電極膜８０に生じる電食反応を抑制するべく、上電極膜８０（本実施形態ではイリジウム（Ｉｒ））よりもイオン化傾向が大きい材料であることが好ましく、例えば、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等を用いることができる。本実施形態では、第３の導電層１３０の材料としてチタン（Ｔｉ）を用いており、それにより形成される酸化膜１３１は、酸化チタン（ＴｉＯｘ）となっている。
【００２７】
このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、表面に接続配線２１０が設けられた配線基板、本実施形態では、保護基板３０が接着層３５を介して接合されている。この保護基板３０は、圧電素子３００に対向する領域に、圧電素子３００を保護するための空間である圧電素子保持部３１を有し、圧電素子３００はこの圧電素子３００内に配置されている。なお、圧電素子保持部３１は、密封されていても密封されていなくてもよい。
【００２８】
また、保護基板３０には、連通部１３に対向する領域に、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通部であるリザーバ部３２が設けられている。このリザーバ部３２は、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。なお、保護基板３０は、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好ましく、例えば、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ている。
【００２９】
保護基板３０上には、リザーバ部３２に対向する領域に、例えば、ＰＰＳフィルム等の可撓性を有する材料からなる封止膜４１及び、金属材料等の硬質材料からなる固定板４２とで構成されるコンプライアンス基板４０が接合されている。固定板４２のリザーバ部３２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、リザーバ部３２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。
【００３０】
また、この保護基板３０上には、各圧電素子３００をそれぞれ選択的に駆動するための駆動ＩＣ２２０が実装されている。保護基板３０上には、所定形状にパターニングされた接続配線２１０が設けられており、駆動ＩＣ２２０は、この接続配線２１０上に実装されている。接続配線２１０には、例えば、ＦＰＣ等の外部配線（図示なし）が電気的に接続され、この外部配線からの駆動信号及び駆動電圧が、接続配線２１０を介して各駆動ＩＣ２２０に供給されるようになっている。
【００３１】
上記構成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２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ＩＣ２２０からの駆動信号に従い、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との間に駆動電圧を印加し、弾性膜５０、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内の圧力を高め、ノズル２１からインク滴を吐出させることが可能となっている。
【００３２】
以下、上記構成のインクジェット式記録ヘッドの製造方法のうち、圧電素子３００及びリード電極９０を形成する工程について詳しく説明する。
【００３３】
先ず、図３（ａ）に示すように、シリコンウェハからなる流路形成基板１０を、例えば、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を形成する。
次に、図３（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン）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、弾性膜５０（二酸化シリコン）上に、例えば、スパッタ法等によりジルコニウム（Ｚｒ）層を形成後、このジルコニウム層を、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（ＺｒＯ２）からなる絶縁体膜５５を形成する。
【００３４】
次に、図３（ｃ）に示すように、例えば、白金（Ｐｔ）とイリジウム（Ｉｒ）とを絶縁体膜５５上に積層することにより下電極膜６０を形成した後、この下電極膜６０を所定形状にパターニングする。
そして、図３（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、例えば、チタンからなる第３の導電層１３０とを流路形成基板１０の全面に形成し、これら圧電体層７０、上電極膜８０及び第３の導電層１３０を、各圧力発生室１２に対向する領域毎にパターニングし、乗り上げ面１３０ａに第３の導電層１３０が形成された圧電素子３００を形成する（導電層形成工程）。
【００３５】
なお、圧電素子３００を構成する圧電体層７０の材料としては、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、ビスマス又はイットリ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、ＰｂＴｉＯ３（ＰＴ）、ＰｂＺｒＯ３（ＰＺ）、Ｐｂ（ＺｒｘＴｉ１−ｘ）Ｏ３（ＰＺＴ）、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＭＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＺＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＮＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｉｎ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＩＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ１／２Ｔａ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＳＴ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＳＮ−ＰＴ）、ＢｉＳｃＯ３−ＰｂＴｉＯ３（ＢＳ−ＰＴ）、ＢｉＹｂＯ３−ＰｂＴｉＯ３（ＢＹ−ＰＴ）等が挙げられる。また、圧電体層７０の形成方法は、特に限定されないが、例えば、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−ゲル法を用いて圧電体層７０を形成する。
【００３６】
次に、図４（ａ）に示すように、第３の導電層１３０の表面の少なくとも一部（本実施形態では全面）を酸化させ、酸化チタンからなる酸化膜１３１を形成する（導電層酸化工程（酸化膜形成工程））。第３の導電層１３０は、卑金属であるチタン（Ｔｉ）から形成されており、酸化膜１３１を容易に形成することができる。
本実施形態では、酸化膜１３１の形成に、酸素プラズマを用いる。この手法によれば、例えば、加熱炉等を用いて数百℃の高温雰囲気下で加熱酸化させるよりも、低温で酸化膜１３１を形成できるため、圧電素子３００やその他の部品（基板）にダメージを与えないようにすることができる。酸化膜１３１は、自然酸化による厚みの２倍以上に形成することが好ましく、本実施形態では６ナノメートル（ｎｍ）以上の厚みで形成する。
【００３７】
次に、図４（ｂ）に示すように、リード電極９０の一部を形成する。具体的には、まず流路形成基板１０の全面に亘って密着層１１０を介して第１の導電層１２１を形成し、密着層１１０と第１の導電層１２１とからなる配線層を形成する。そして、この配線層上に、例えば、レジスト等からなるマスクパターン（図示なし）を形成し、このマスクパターンを介して第１の導電層１２１及び密着層１１０をウェットエッチングし、圧電素子３００毎にパターニングする。
【００３８】
ここで、上電極膜８０（イリジウム（Ｉｒ））は、イオン化傾向が大きい第３の導電層１３０（チタン（Ｔｉ））で覆われているため、密着層１１０（ニッケルクロム（ＮｉＣｒ））をウェットエッチングする際に、エッチング液中において異種金属間（本実施形態では、チタンとニッケルクロムとの間）に生じ得る電位差を小さくし、局部電流の発生を抑えることができる。これにより、貴金属である上電極膜８０の電食反応を抑制することが可能となる。
【００３９】
そして、図４（ｃ）に示すように、メッキ法により第２の導電層１２２を形成する。
このメッキ法としては、例えば無電解メッキ法を用いることができ、流路形成基板１０を５０℃程度のメッキ液に浸漬させ、第１の導電層１２１を触媒としてメッキ液中の金（Ａｕ）を化学的に析出させることにより、所定厚の第２の導電層１２２を形成し、リード電極９０を形成することができる。ここで、リード電極９０が接続される圧電素子３００の乗り上げ面１３０ａには、予め酸化膜１３１が形成されている。酸化膜１３１は、メッキ中、乗り上げ面１３０ａにおける電子のやりとりを抑制し、触媒作用を機能させないようにするため、当該乗り上げ面１３０ａにおけるメッキの析出が抑制される。このため、金（Ａｕ）は、第１の導電層１２１の上に必要限、析出することとなる。以上により、乗り上げ面１３０ａにメッキを析出させることなく、流路形成基板１０上に圧電素子３００及びリード電極９０を形成することができる。
【００４０】
なお、このように形成された流路形成基板１０を、圧電素子保持部３１及びリザーバ部３２等が形成された保護基板３０と接合し、接合した側と逆側の流路形成基板１０を研磨及びフッ硝酸によるエッチングにより所定の厚さとした後、窒化シリコンからなるマスクを形成し、このマスクを介して異方性エッチングすることで、圧力発生室１２や連通部１３等を形成し、さらに、連通部１３とリザーバ部３２とを連通させてリザーバ１００を形成する。その後、接続配線２１０上に駆動ＩＣ２２０を実装すると共に、駆動ＩＣ２２０とリード電極９０とを駆動配線２００を介して接続する。さらに、流路形成基板１０に、ノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板３０に、コンプライアンス基板４０を接合することによって、図１及び図２に示す構造のインクジェット式記録ヘッドが製造される。
【００４１】
上記のように製造されたインクジェット式記録ヘッドによれば、リード電極９０の金属層１２０を２層構造とし、第１の導電層１２１を比較的安価な銅（Ｃｕ）で形成することで、コスト安とすることができる。また、第１の導電層１２１を、金（Ａｕ）メッキからなる第２の導電層１２２で覆うことで、リード電極９０の酸化（劣化）を抑制することができる。さらに、リード電極９０が接続される圧電素子３００の乗り上げ面１３０ａに酸化膜１３１を形成することで、乗り上げ面１３０ａにおけるメッキの析出を抑制でき、メッキの剛性により圧電素子３００のたわみ変形が阻害されるといった動作不良を回避することができる。また、酸化膜１３１は、導電性を有するため、リード電極９０と圧電素子３００との電気的な接続状態は維持される。
【００４２】
したがって、上述した本実施形態によれば、インクを噴射するノズル２１に連通する圧力発生室１２を変位させる圧電素子３００と、圧電素子３００の上に少なくとも一部が乗り上げられ、該圧電素子３００と電気的に接続されるリード電極９０と、を有するインクジェット式記録ヘッドの製造方法であって、リード電極９０は、第１の導電層１２１と、メッキ法により形成され、第１の導電層１２１を覆う第２の導電層１２２と、を有しており、メッキ法により第２の導電層１２２を形成する前に、リード電極９０が接続される圧電素子３００の乗り上げ面１３０ａに、導電性を有する酸化膜１３１を形成する酸化膜形成工程を有するという手法を採用することによって、リード電極９０の形成にメッキ法を採用するにあたり生じ得る圧電素子３００の動作不良を抑制することが可能となる。
【００４３】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４４】
例えば、上述した実施形態では、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、図５に示すように、上電極膜８０を圧電素子３００の共通電極とし、下電極膜６０を圧電素子３００の個別電極としてもよい。この場合であっても、リード電極９０が乗り上げられる上電極膜８０の乗り上げ面１３０ａに酸化膜１３１を形成することで、乗り上げ面１３０ａにおけるメッキの析出を抑制でき、圧電素子３００の動作不良を抑制することが可能となる。
【００４５】
さらに、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の製造方法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（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。
【符号の説明】
【００４６】
１２…圧力発生室、２１…ノズル、６０…下電極膜（下電極）、７０…圧電体層、８０…上電極膜（上電極）、９０…リード電極（配線部）、１２１…第１の導電層、１２２…第２の導電層、１３０…第３の導電層、１３０ａ…乗り上げ面、１３１…酸化膜、３００…圧電素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するノズルに連通する圧力発生室を変位させる圧電素子と、前記圧電素子の上に少なくとも一部が乗り上げられ、該圧電素子と電気的に接続される配線部と、を有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記配線部は、第１の導電層と、メッキ法により形成され、前記第１の導電層を覆う第２の導電層と、を有しており、
前記メッキ法により前記第２の導電層を形成する前に、前記配線部が接続される前記圧電素子の乗り上げ面に、導電性を有する酸化膜を形成する酸化膜形成工程を有することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記酸化膜形成工程は、
前記乗り上げ面に、第３の導電層を形成する導電層形成工程と、
前記第３の導電層の表面の少なくとも一部を酸化させる導電層酸化工程と、を有することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記導電層酸化工程では、酸素プラズマを用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の製造方法。
【請求項４】
前記圧電素子は、下電極、圧電体層及び上電極が順次積層して成り、
前記第３の導電層は、前記上電極よりもイオン化傾向が大きいことを特徴とする請求項２または３に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記第３の導電層は、チタンから形成されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記第２の導電層は、金から形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項７】
液体を噴射するノズルに連通する圧力発生室を変位させる圧電素子と、前記圧電素子と電気的に接続される配線部と、を有する液体噴射ヘッドであって、
前記配線部は、第１の導電体と、メッキ法により形成され、前記第１の導電層を覆う第２の導電層と、を有しており、
前記配線部が接続される前記圧電素子の乗り上げ面に導電性を有する酸化膜が形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項１】
液体を噴射するノズルに連通する圧力発生室を変位させる圧電素子と、前記圧電素子の上に少なくとも一部が乗り上げられ、該圧電素子と電気的に接続される配線部と、を有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記配線部は、第１の導電層と、メッキ法により形成され、前記第１の導電層を覆う第２の導電層と、を有しており、
前記メッキ法により前記第２の導電層を形成する前に、前記配線部が接続される前記圧電素子の乗り上げ面に、導電性を有する酸化膜を形成する酸化膜形成工程を有することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記酸化膜形成工程は、
前記乗り上げ面に、第３の導電層を形成する導電層形成工程と、
前記第３の導電層の表面の少なくとも一部を酸化させる導電層酸化工程と、を有することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記導電層酸化工程では、酸素プラズマを用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の製造方法。
【請求項４】
前記圧電素子は、下電極、圧電体層及び上電極が順次積層して成り、
前記第３の導電層は、前記上電極よりもイオン化傾向が大きいことを特徴とする請求項２または３に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記第３の導電層は、チタンから形成されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記第２の導電層は、金から形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項７】
液体を噴射するノズルに連通する圧力発生室を変位させる圧電素子と、前記圧電素子と電気的に接続される配線部と、を有する液体噴射ヘッドであって、
前記配線部は、第１の導電体と、メッキ法により形成され、前記第１の導電層を覆う第２の導電層と、を有しており、
前記配線部が接続される前記圧電素子の乗り上げ面に導電性を有する酸化膜が形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２０６３８９（Ｐ２０１２−２０６３８９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７３９４６（Ｐ２０１１−７３９４６）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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