液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置
【課題】高い信頼性を持つ圧電アクチュエーターを有した液体噴射ヘッドおよびその製造方法および液体噴射装置を提供する。
【解決手段】液体を噴射するためのノズル孔に連通した圧力室１１と、圧力室１１とオーバーラップした第１領域３３を有する振動板と、第１領域３３内に形成された第１導電部と第１領域３３外に形成された第２導電部を有する第１の導電層と、第１の導電層を覆うように形成された圧電体層５０と、圧電体層５０の一部を覆い、かつ、第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように形成された第２の導電層６０と、圧電体層５０において、第２の導電層６０と離間し、第２導電部の上に位置した開口部５４と、を有し、圧電体層５０において、第２の導電層６０が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように形成された、電気的絶縁膜からなる第１の保護膜８０を含む。
【解決手段】液体を噴射するためのノズル孔に連通した圧力室１１と、圧力室１１とオーバーラップした第１領域３３を有する振動板と、第１領域３３内に形成された第１導電部と第１領域３３外に形成された第２導電部を有する第１の導電層と、第１の導電層を覆うように形成された圧電体層５０と、圧電体層５０の一部を覆い、かつ、第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように形成された第２の導電層６０と、圧電体層５０において、第２の導電層６０と離間し、第２導電部の上に位置した開口部５４と、を有し、圧電体層５０において、第２の導電層６０が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように形成された、電気的絶縁膜からなる第１の保護膜８０を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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する。
【背景技術】
【０００２】
例えばインクジェットプリンター等の液体噴射装置において、インク等の液滴を噴射するために、圧電アクチュエーターを備えた液体噴射ヘッドが知られている。このような液体噴射ヘッドは、例えば、駆動信号等によって圧電アクチュエーターの圧電素子を変位させることにより、圧電アクチュエーターの下方に形成された圧力室内の圧力を変化させることができる。これによって、ノズル孔から圧力室内に供給されたインクなどの液滴を噴射させることができる。このような液体噴射ヘッドにおいて、例えば、湿気等の外的要因に対して弱い圧電素子の圧電体層を保護する目的として、圧電体層を上部電極で覆った構造を有したものがある（特許文献１）。このような液体噴射ヘッドにおいて、湿気等の外的要因に対してより強く、稼動中に振動板等においてクラック等の物理的問題を生じない、高い信頼性を持つ圧電アクチュエーターを有した液体噴射ヘッドが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−８８４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的の１つは、高い信頼性を持つ圧電アクチュエーターを有した液体噴射ヘッドを提供することにある。
【０００５】
本発明の目的の１つは、高い信頼性を持つ圧電アクチュエーターを有した液体噴射ヘッドの製造方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の目的の１つは、上記液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係る液体噴射ヘッドは、
液体を噴射するためのノズル孔に連通した圧力室を有する圧力室板と、
前記圧力室板の上方に形成された振動板であって、前記圧力室板と対向した第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面を有し、前記第２の面において、前記圧力室とオーバーラップした第１領域を有する振動板と、
前記第２の面において第１の方向に延びるように形成された第１の導電層であって、前記第１領域内に形成された第１導電部と前記第１領域外に形成された第２導電部を有する第１の導電層と、
前記第１の導電層を覆うように形成された圧電体層と、
前記圧電体層の一部を覆い、かつ、前記第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように形成された第２の導電層と、
前記圧電体層において、前記第２の導電層と離間し、前記第２導電部の上に位置した開口部と、
を有し、
前記圧電体層において、前記第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように形成された、電気的絶縁膜からなる第１の保護膜を含む。
【０００８】
なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）の「上方」に他の特定のもの（以下「Ｂ」という）を形成する」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。同様に、「下方」という文言は、Ａ下に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ下に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとする。
【０００９】
本発明によれば、高い信頼性を持つ圧電アクチュエーターを有した液体噴射ヘッドを提供することができる。
【００１０】
（２）本発明に係る液体噴射ヘッドは、
液体を噴射するためのノズル孔に連通した複数の圧力室を有する圧力室板と、
前記圧力室板の上方に形成された振動板であって、前記圧力室板と対向した第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面を有し、前記第２の面において、複数の前記圧力室とそれぞれオーバーラップした第１領域を有する振動板と、
前記第２の面において第１の方向に延びるように形成された第１の導電層であって、前記第１領域内に形成された第１導電部と前記第１領域外に形成された第２導電部を有する複数の第１の導電層と、
複数の前記第１の導電層をそれぞれ覆うように形成された圧電体層と、
複数の前記圧電体層の一部を覆い、かつ、複数の前記第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように連続して形成された第２の導電層と、
複数の前記圧電体層において、前記第２の導電層と離間し、前記第２導電部の上にそれぞれ位置した開口部と、
を有し、
前記圧電体層において、前記第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように形成された、電気的絶縁膜からなる第１の保護膜を含む。
【００１１】
本発明によれば、高い信頼性を持つ圧電アクチュエーターを有した液体噴射ヘッドを提供することができる。
【００１２】
（３）本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
前記第１の保護膜は、前記圧電体層の上に形成された前記第２の導電層の少なくとも一部にオーバーラップしていてもよい。
【００１３】
（４）本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
前記圧電体層において、前記第１の導電層と前記第２の導電層とに挟まれた領域を駆動領域としたとき、
前記第２の導電層の上において、前記駆動領域の少なくとも一部とオーバーラップし、かつ、前記第１の保護膜と離間して形成された第２の保護膜を含んでいてもよい。
【００１４】
（５）本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
前記第１の保護膜および前記第２の保護膜は、感光性樹脂であってもよい。
【００１５】
（６）本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
前記第１の保護膜および前記第２の保護膜は、酸化アルミニウムであってもよい。
【００１６】
（７）本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
少なくとも前記開口部を覆うように形成された第３の導電層と、
前記第３の導電層と電気的に接続された第４の導電層と、
をさらに含んでいてもよい。
【００１７】
（８）本発明に係る液体噴射装置は、
上記のいずれかの液体噴射ヘッドを有する。
【００１８】
本発明によれば、高い信頼性を持つ圧電アクチュエーターを有した液体噴射装置を提供することができる。
【００１９】
（９）本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、
圧力室を有する圧力室板を形成する工程と、
前記圧力室板の上方に形成される振動板であって、前記圧力室板と対向した第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面を有し、前記第２の面において、前記圧力室とオーバーラップする第１領域を有した振動板を形成する工程と、
前記第２の面において第１の方向に延びる第１の導電層であって、前記第１領域内に形成された第１導電部と前記第１領域外に形成された第２導電部を有する第１の導電層を形成する工程と、
前記第１の導電層を覆うように圧電体層を形成する工程と、
前記圧電体層の一部を覆い、かつ、前記第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように第２の導電層を形成する工程と、
前記圧電体層において、前記第２の導電層に離間し、前記第２導電部の上に位置した開口部を形成する工程と、
前記圧電体層において、前記第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように、電気的絶縁膜からなる第１の保護膜を形成する工程と、
前記開口部内の前記第２導電部と電気的に接続された第４の導電層を形成する工程と、
を含み、
前記第１の保護膜を形成する工程は、前記第４の導電層を形成する工程の前に行われる。
【００２０】
本発明によれば、高い信頼性を持つ圧電アクチュエーターを有した液体噴射ヘッドの製造方法を提供することができる。
【００２１】
（１０）本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、
複数の圧力室を有する圧力室板を形成する工程と、
前記圧力室板の上方に形成される振動板であって、前記圧力室板と対向した第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面を有し、前記第２の面において、複数の前記圧力室とそれぞれオーバーラップする第１領域を有した振動板を形成する工程と、
前記第２の面において第１の方向に延びる第１の導電層であって、前記第１領域内に形成された第１導電部と前記第１領域外に形成された第２導電部を有する複数の第１の導電層を形成する工程と、
複数の前記第１の導電層をそれぞれ覆うように、圧電体層を形成する工程と、
複数の前記圧電体層の一部を覆い、かつ、前記第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように第２の導電層を連続して形成する工程と、
複数の前記圧電体層において、前記第２の導電層に離間し、前記第２導電部の上に位置した開口部をそれぞれ形成する工程と、
前記圧電体層において、前記第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように、電気的絶縁膜からなる第１の保護膜を形成する工程と、
前記開口部内の前記第２導電部と電気的に接続された第４の導電層を形成する工程と、
を含み、
前記第１の保護膜を形成する工程は、前記第４の導電層を形成する工程の前に行われる。
【００２２】
本発明によれば、高い信頼性を持つ圧電アクチュエーターを有した液体噴射ヘッドの製造方法を提供することができる。
【００２３】
（１１）本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法において、
少なくとも前記開口部を覆うように第３の導電層を形成する工程を更に含み、
前記第４の導電層は、前記第３の導電層を介して前記第２導電部と電気的に接続されてもよい。
【００２４】
（１２）本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記圧電体層において、前記第１の導電層と前記第２の導電層とに挟まれた領域を駆動領域としたとき、
前記第１の保護膜を、前記圧電体層から前記第２の導電層の一部を覆うように形成する工程と、
前記第２の導電層の上において、前記駆動領域の一部とオーバーラップし、かつ、第１の方向において、前記第１の保護膜と離間した第２の保護膜を形成する工程と、
を含んでいてもよい。
【００２５】
（１３）本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記第１の導電層を形成する工程は、
前記第１領域上に導電層を形成する工程と、
前記導電層の上にエッチング保護膜を形成する工程と、
前記エッチング保護膜を形成した後に前記導電層をエッチングする工程を含み、
前記エッチング保護膜は、前記圧電体層を形成する材料が用いられてもよい。
【００２６】
（１４）本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記圧電体層を形成する工程は、
少なくとも前記第１の導電膜を覆うようにエッチング処理前の圧電体層を形成する工程と、
エッチング処理前の前記圧電体層の上に導電性を有するマスク層を形成する工程と、
前記マスク層を形成した後に前記圧電体層をエッチングする工程を含み、
前記マスク層は、前記第２の導電層を形成する材料が用いられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施形態に係る液体噴射ヘッドを模式的に示す分解斜視図。
【図２（Ａ）】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部を模式的に示す平面図。
【図２（Ｂ）】図２（Ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ線における要部を模式的に示す断面図。
【図２（Ｃ）】図２（Ａ）のＩＩＣ−ＩＩＣ線における要部を模式的に示す断面図。
【図２（Ｄ）】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部の変形例を模式的に示す平面図。
【図３】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。
【図４】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。
【図５】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。
【図６】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。
【図７】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。
【図８】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。
【図９】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。
【図１０】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。
【図１１】本実施形態に係る液体噴射装置を模式的に示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、本発明を適用した実施形態の一例について図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の実施形態のみに限定されるものではない。本発明は、以下の実施形態およびその変形例を自由に組み合わせたものを含むものとする。
【００２９】
１． 液体噴射ヘッド
以下、図面を参照して、本実施形態に係る液体噴射ヘッドについて説明する。
【００３０】
図１は、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００の分解斜視図である。
【００３１】
図１に示すように、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００は、圧力室１１を有する圧力室板１０と、圧力室板１０の上方に形成された振動板３０と、振動板３０の上方に形成された圧電素子１００と、圧力室板１０の下方に形成されたノズル板２０と、圧電素子１００を封止する封止板９０と、を含む。
【００３２】
圧力室板１０は、図１に示すように、圧力室１１を有する。図１に示すように、圧力室板１０は、圧力室１１の側壁を構成する壁部１２を有する。また、圧力室板１０は、圧力室１１と供給路１３および連通路１４を介して連通したリザーバ１５を有していてもよい。リザーバ１５には、図示されない貫通孔が形成されてもよく、該貫通孔を通って外部からリザーバ１５内に液体が供給されてもよい。これによれば、リザーバ１５に液体を供給することによって、供給路１３および連通路１４を介して圧力室１１に液体を供給することができる。圧力室１１の形状は、特に限定されない。圧力室１１の形状は、例えば、平面視において平行四辺形であってもよく、矩形であってもよい。圧力室１１の数は特に限定されず、１つであってもよいし、複数設けられていてもよい。圧力室板１０の材質は、特に限定されない。圧力室板１０は、例えば、単結晶シリコン、ニッケル、ステンレス、ステンレス鋼、ガラスセラミックス等から形成されてもよい。
【００３３】
ノズル板２０は、図１に示すように、圧力室１０の下方に形成される。ノズル板２０は、プレート状の部材であって、ノズル孔２１を有する。ノズル孔２１は、圧力室１１に連通するように形成される。ノズル孔２１の形状は、液体を吐出することができる限り、特に限定されない。ノズル孔２１を介することで、圧力室１１内の液体を、例えば、ノズル板２０の下方に向けて吐出することができる。また、ノズル孔２１の数は特に限定されず、１つであってもよいし、複数設けられていてもよい。ノズル板２０の材質は、特に限定されない。ノズル板２０は、例えば、単結晶シリコン、ニッケル、ステンレス、ステンレス鋼、ガラスセラミックス等から形成されてもよい。
【００３４】
振動板３０は、図１に示すように、圧力室板１０の上方に形成される。したがって、振動板３０は、圧力室１１および壁部１２の上方に形成される。振動板３０は、プレート状の部材であって、圧力室板１０と対向した第１の面３１と、第１の面３１と反対の面である第２の面３２とを有する。振動板３０の構造及び材料は、特に限定されない。例えば、振動板３０は、図１に示すように、複数の膜の積層体で形成されていてもよい。このとき、振動板３０は、例えば、酸化ジルコニウムや酸化シリコンなどの絶縁膜、ニッケルなどの金属膜、ポリイミドなどの高分子材料膜、からなる複数の膜の積層体であってもよい。振動板３０は、振動部を構成する。言い換えれば、後述される圧電素子１００が変位することによって振動（変位）することができる。これにより、下方に形成された圧力室１１の体積を変化させることができる。
【００３５】
本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００の圧電素子１００は、図１に示すように、振動板３０の第２の面３２の上において形成される。本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００の圧電アクチュエーター１１０は、圧電素子１００と振動板３０によって構成される。以下、図２〜図４を参照して、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００の圧電素子１００の詳細について説明する。
【００３６】
図２（Ａ）は、液体噴射ヘッド３００に係る要部である圧力室板１０、振動板３０、および圧電素子１００のみを便宜的に示した平面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す要部のＩＩＢ−ＩＩＢ線断面図である。図２（Ｃ）は、図２（Ａ）に示す要部のＩＩＣ−ＩＩＣ線断面図である。図２（Ｄ）は、液体噴射ヘッド３００に係る要部の変形例を模式的に示す断面図である。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、液体噴射ヘッド３００に係る要部の変形例を模式的に示す平面図である。
【００３７】
以下に圧電素子１００の構造についての詳細を説明する。
【００３８】
図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示すように、圧電素子１００は、大略すれば、振動板３０上に第１の方向２００に延びるように形成された第１の導電層４０と、第１の導電層４０を覆うように形成された圧電体層５０と、圧電体層５０の少なくとも一部を覆うように形成された第２の導電層６０とを含む。
【００３９】
図２（Ａ）に示すように、振動板３０は、第２の面３２（図２（Ｂ）参照）において第１領域３３（図２（Ａ）の太字破線部分）を有する。第１領域３３は、第２の面３２の圧力室１１とオーバーラップする領域である。図２（Ａ）に示すように、第１領域３３は圧力室１１毎に形成されている。第１領域３３は、圧力室１１の平面視の形状と同じ形状を有する。また、図２（Ｂ）に示すように、隣り合う第１領域３３の間で、圧力室板１０の壁部１２とオーバーラップしている領域を第２領域３４とする。
【００４０】
第１の導電層４０は、図２（Ａ）に示すように、第１領域３３において、第１の方向２００に延びるように形成される。図２（Ａ）に示すように、第１の方向２００は、第２の面３２における１方向であって、第１領域３３の長手方向である。また、第１の方向２００に直交した方向を第２の方向２１０とする。図２（Ａ）に示すように、第１の導電層４０は、第１領域３３内に第１の方向２００における一方の端部である端部４１を有する。また、図２（Ｂ）に示すように、第１の導電層４０は、第１領域３３内に第２の方向２１０における両端部を有する。第１の導電層４０は、図２（Ａ）に示すように、第１領域３３内に形成された第１導電部４２と、第１領域３３の一方の短辺である第１の辺３３ａを境界として、第１領域３３内から第１領域３３外へ連続して延びた第２導電部４３と、から形成される。したがって、端部４１は、第１導電部４２の第１の方向における端部である。第１の導電層４０は、導電性を有した層からなり、圧電素子１００において下部電極を構成する。第１の導電層４０の構造及び材料は、特に限定されない。例えば、第１の導電層４０は、単層で形成されていてもよい。あるいは、第１の導電層４０は、複数の膜の積層体で形成されていてもよい。第１の導電層４０は、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）などのいずれかを含む金属層であってもよい。
【００４１】
圧電体層５０は、図２（Ａ）に示すように、第１領域３３において、第１の導電層４０を覆うように形成される。圧電体層５０は、図２（Ｂ）に示すように、第１領域３３内において、第２の方向２１０における両端部を有する。つまりは、圧電体層５０は、第２の方向２１０において、第１の導電層４０の幅より大きく、かつ、第１領域３３の幅より狭い幅を有する。圧電体層５０は、図２（Ａ）に示すように、第１領域３３外においても、第１の方向２００に沿うように連続して延び、第１の導電層４０の第２導電部４３を覆うように形成される。図２（Ａ）に示すように、圧電体層５０は、第１の辺３３ａと、第１領域３３の他方の短辺である第２の辺３３ｂから第１領域３３外に連続して延びるように形成されていてもよい。圧電体層５０の形状は特に限定されないが、図２（Ｂ）に示すように、第１の導電層４０の上方に上面５１を有し、上面５１と連続したテーパー状の側面５２を有していてもよい。また、図２（Ｄ）に示すように、側面５２は、振動板３０の第２の面３２に至らずに、第１領域３３から第２領域３４に連続して形成された圧電体層５０の面５３に連続していてもよい。面５３は、上面５１よりも高さが低い面であって、面５３の高さは、所望の高さに調整されることができる。言い換えれば、面５３における圧電体層５０の厚みを所望の厚みに調整することによって、圧電アクチュエーター１１０の剛性を調整することができる。圧電体層５０は、圧電特性を有した多結晶体からなり、圧電素子１００において印加されることにより振動することができる。圧電体層５０の構造及び材料は、圧電特性を有していればよく、特に限定されない。圧電体層５０は、公知の圧電材料から形成されればよく、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３）、チタン酸ビスマスナトリウム（（Ｂｉ、Ｎａ）ＴｉＯ3）などを用いてもよい。
【００４２】
また、圧電体層５０は、図２（Ａ）および図２（Ｃ）に示すように、第１の導電層４０の第２導電部４３上において、第２導電部４３の一部が露出するような開口部５４を有する。開口部５４の位置は、第２導電部４３上であって、後述される第２の導電層６０に離間していればよく、特に限定されない。開口部５４の形状は、第２導電部である第１の導電層４０が露出させることができればよく、特に限定されない。
【００４３】
第２の導電層６０は、図２（Ａ）に示すように、第１領域３３において、端部４１を含む第１の導電層４０とオーバーラップし、圧電体層５０の一部を覆うように形成される。また、第２の導電層６０は、第１の方向２００における一方の端部６１を第１領域３３内に有するように形成される。第２の導電層６０は、図２（Ａ）複数の圧電体層５０の一部をそれぞれ覆うように、第２の方向２１０において連続して形成されてもよい。また、図２（Ｂ）に示すように、第２の導電層６０は、第２の方向２１０において、圧電体層５０の一部において、圧電体層５０の上面５１と側面５２を連続して覆うことができる。このとき、図２（Ａ）に示すように、端部６１は、複数の圧電体層５０の上に連続して形成されてもよい。図２（Ｂ）および図２（Ｃ）に示すように、第２の導電層６０は、第１領域３３内において、端部４１を含む第１の導電層４０とオーバーラップするように形成される。その結果、第１領域３３内の圧電体層５０の一部の領域が第１の導電層４０の第１導電部４２と第２の導電層６０とに挟まれる。このとき、圧電体層５０において第１の導電層４０と第２の導電層６０とに挟まれた領域を駆動領域５５とする。図２（Ｃ）に示すように、駆動領域５５の第１の方向２００における一方の端部５５ａの位置は、第２の導電層６０の端部６１の位置によって規定することができる。また、駆動領域５５の第１の方向２００における他方の端部５５ｂの位置は、第１の導電層４０の端部４１の位置によって規定することができる。図２（Ａ）に示すように、第２の導電層６０は、第１領域３３の第１の辺３３ａにオーバーラップしないように形成されてもよい。第２の導電層６０の構造及び材料は、特に限定されない。例えば、第２の導電層６０は、単層で形成されていてもよい。あるいは、第２の導電層６０は、複数の膜の積層体で形成されていてもよい。第２の導電層６０は、導電性を有した層からなり、圧電素子１００において上部電極を構成する。第２の導電層６０は、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）などを含む金属層であってもよい。図示はされないが、第２の導電層６０は、配線を介して、または連続して、例えば、接地回路等と接続されていてもよい。第２の導電層６０は、圧電体層５０の駆動領域５５を含む部分を第２の方向２１０において完全に覆うことができる。これによれば、駆動領域５５の圧電体層５０を大気中の水分（湿気）等の外的要因の影響から保護することができるため、圧電アクチュエーター１１０の信頼性を向上させることができる。
【００４４】
第３の導電層６７は、図２（Ａ）および図２（Ｃ）に示すように、少なくとも開口部５４を覆うように形成されてもよい。また、第３の導電層６７は、少なくとも開口部５４における第２導電部４３（第１の導電層４０）を覆うように形成されていてもよい（図示せず）。第３の導電層６７の構造及び材料は、特に限定されない。第３の導電層６７は、導電性を有した層であればよく、第２の導電層６０と同じであってもよい。第３の導電層６７を形成することによって、製造工程において開口部５４における第１の導電層４０の第２導電部４３の表面を保護することができる。その詳細は製造方法において後述される。また、第３の導電層６７は本実施形態に圧電素子１００の必須な構成ではないため、開口部５４において第１の導電層４０の上に第３の導電層６７が形成されていなくてもよい（図示せず）。
【００４５】
第４の導電層７０は、図２（Ａ）および図２（Ｃ）に示すように、第３の導電層６７に電気的に接続されるように形成される。つまりは、第４の導電層７０は、第２導電部４３を介して第１導電部４２と電気的に接続されている。また、第３の導電層６７が形成されていない場合は、第４の導電層７０は、開口部５４内の第２導電部４３と電気的に接続されればよいため、第４の導電層７０は、第３の導電層６７を介さず、少なくとも開口部５４を覆うように形成されてもよい。第４の導電層７０の形状は、少なくとも開口部５４内に形成される限り、特に限定されない。第４の導電層７０の構造及び材料は、特に限定されない。例えば、第４の導電層７０は、単層で形成されていてもよい。あるいは、第４の導電層７０は、複数の膜の積層体で形成されていてもよい。第４の導電層７０は、導電性を有した層からなり、圧電素子１００において下部電極へのリード線を構成する。第４の導電層７０は、例えば、金（Ａｕ）、ニッケル−クロム合金（Ｎｉ−Ｃｒ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）などを含む金属層であってもよい。図示はされないが、第４の導電層７０は、外部駆動回路と接続されていてもよい。これによって、第１の導電層４０が、第４の導電層７０を介して、例えば外部駆動回路と電気的に接続されることができる。
【００４６】
第１の保護膜８０は、図２（Ｃ）に示すように、圧電体層５０の第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように形成されればよい。また、図２（Ｃ）に示すように、第１の保護膜８０は、駆動領域５５の少なくとも一部とオーバーラップするように形成されてもよい。言い換えれば、図２（Ａ）に示すように、第１の保護膜８０の第１の方向２００における一方の端部８０ａ（図２（Ａ）において太線で示される部分）の一部が駆動領域５５上に形成されてもよい。言い換えれば、端部５５ａにオーバーラップするように形成されてもよい。このとき、図２（Ｃ）に示すように、第１の保護膜８０は、第２の導電層６０の端部６１を覆うように形成される。図２（Ａ）に示すように、第１の保護膜８０は、複数の圧電体層５０の第１の部分５６を連続して覆うように形成されてよい。また、第１の保護膜８０は、複数の圧電体層５０の上に形成された端部６１を連続して覆うように形成されてもよい。第１の保護膜８０の材料は、電気的絶縁性を有し、水分バリア性を有している限りにおいて特に限定されない。第１の保護膜８０は、例えば、酸化アルミニウムなどの酸化絶縁膜（無機絶縁膜）、もしくはポリイミドなどの高分子材料膜（有機絶縁膜）から形成されていてもよい。第１の保護膜８０がポリイミドなどの感光性樹脂である場合、第１の保護膜８０は、製造工程において利用されるレジスト層であってもよい。詳細は後述される。
【００４７】
第２の保護膜８１は、図２（Ｃ）に示すように、第２の導電層６０の上において、駆動領域５５の少なくとも一部とオーバーラップし、かつ、第１の方向２００において、第１の保護膜８０と離間して配置されてもよい。言い換えれば、図２（Ａ）に示すように、第２の保護膜８１の第１の方向２００における一方の端部８１ａ（図２（Ａ）において太線で示される部分）の一部が駆動領域５５上に形成されてもよい。言い換えれば、第２の保護膜８１は、駆動領域５５の端部５５ｂにオーバーラップするように形成されてもよい。また、図２（Ｃ）に示すように、複数の端部５５ｂを連続してオーバーラップするように連続して形成されてもよい。第２の保護膜８１の材料は、電気的絶縁性を有し、水分バリア性を有している限りにおいて特に限定されない。第２の保護膜８１は、例えば、酸化アルミニウムなどの酸化絶縁膜（無機絶縁膜）、もしくはポリイミドなどの高分子材料膜（有機絶縁膜）から形成されていてもよい。第２の保護膜８１がポリイミドなどの感光性樹脂である場合、第２の保護膜８１は、製造工程において利用されるレジスト層であってもよい。詳細は後述される。また、第２の保護膜８１は、第１の保護膜８０と同じ材料より形成されてもよい。
【００４８】
以上のいずれかの構成により、圧電素子１００並びに圧電素子１００を有した圧電アクチュエーター１１０の構成とすることができる。
【００４９】
本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００は、図１に示すように、圧電素子１００を封止することができる封止板９０を有していてもよい。封止板９０は、圧電素子１００を所定の空間領域に封止することができる封止領域９１を有している。封止領域９１は、圧電素子１００の振動運動を阻害しない程度の空間領域であればよい。封止板９０の構造及び材料は、特に限定されない。例えば、封止板９０は、例えば、単結晶シリコン、ニッケル、ステンレス、ステンレス鋼、ガラスセラミックス等から形成されてもよい。また、液体噴射ヘッド３００は、例えば、各種樹脂材料、各種金属材料からなり、上述された構成を収納することができる筐体を有していてもよい（図示せず）。
【００５０】
以上のいずれかの構成により、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００の構成とすることができる。
【００５１】
本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００５２】
本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００によれば、圧電体層５０の第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように第１の保護膜８０が形成されるため、圧電体層５０の水分バリア性を高めることができる。また、第１の保護膜８０に覆われることにより、物理的ダメージも防ぐこともできる。
【００５３】
また、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００によれば、第１の保護膜８０が第２の導電層６０の端部６１を覆うことができる。これによれば、第２の導電層６０の剥離を防ぐことができる。
【００５４】
また、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００によれば、第１の保護膜８０が駆動領域５５の一方の端部５５ａとオーバーラップしている。これによれば、駆動領域５５の端部５５ａにおいて、第１の保護膜８０がオーバーラップすることにより圧電アクチュエーター１１０の駆動を抑制することができる。このとき、第１の保護膜８０をより厚く形成することや、ヤング率の大きい酸化アルミニウムなどの無機絶縁を好適に用いることによって、端部５５ａにおける駆動を抑制する効果を高めることができる。その結果、駆動領域５５の端部５５ａに隣接した部材、例えば、振動板３０や、振動板３０と圧力室基板１０との接合部分等において、クラック等の物理的ダメージが発生することを抑制することができる。
【００５５】
また、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００によれば、第２の保護膜８１が駆動領域５５の端部５５ｂとオーバーラップしている。これによれば、駆動領域５５の端部５５ｂにおいて、第２の保護膜８１がオーバーラップすることにより、圧電アクチュエーター１１０の駆動を抑制することができる。このとき、第２の保護膜８１をより厚く形成することや、ヤング率の大きい酸化アルミニウムなどの無機絶縁を好適に用いることによって、端部５５ｂにおける駆動を抑制する効果を高めることができる。その結果、駆動領域５５の端部５５ｂに隣接した部材、例えば、振動板３０や、振動板３０と圧力室板１０との接合部分等において、クラック等の物理的ダメージが発生することを抑制することができる
また、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００によれば、圧電体層５０の第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように第１の保護膜８０が形成されるため、製造工程における圧電体層５０への化学的ダメージを回避することができる。よって、第２の導電層が上方に形成されていない部分の圧電体層５０が化学的ダメージを受けていないため、圧電アクチュエーター１１０の信頼性を高めることができる。製造工程において詳細は後述される。
【００５６】
以上によって、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００によれば、高い信頼性を持つ圧電アクチュエーター１１０を有した液体噴射ヘッドを提供することができる。
【００５７】
２． 液体噴射ヘッドの製造方法
以下、図面を参照して、本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法について説明する。
【００５８】
図３〜図１０は、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００の製造方法を模式的に示す断面図である。
【００５９】
本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、図３〜図１０に示すように、圧力室１１を有する圧力室板１０を形成する工程と、圧力室板１０の上方に形成される振動板３０であって、圧力室板１０と対向した第１の面３１と、第１の面３１と反対側の第２の面３２を有し、第２の面３２において、圧力室１１とオーバーラップする第１領域３３を有した振動板３０を形成する工程と、第２の面３２において第１の方向２００に延びる第１の導電層４０であって、第１領域３３内に形成された第１導電部４２と第１領域３３外に形成された第２導電部４２を有する第１の導電層４０を形成する工程と、第１の導電層４０を覆うように圧電体層５０を形成する工程と、圧電体層５０の一部を覆い、かつ、第１導電部４２の少なくとも一部とオーバーラップするように第２の導電層６０を形成する工程と、圧電体層５０において、第２の導電層６０に離間し、第２導電部４３の上に位置した開口部５４を形成する工程と、圧電体層５０において、第２の導電層６０が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように、電気的絶縁膜からなる第１の保護膜８０を形成する工程と、開口部６４内の第２導電部４３と電気的に接続された第４の導電層７０を形成する工程と、を含み、第１の保護膜８０を形成する工程は、第４の導電層７０を形成する工程の前に行われる。
【００６０】
本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、圧力室板１０、ノズル板２０を形成するために用いられる材質が単結晶シリコン等を用いる場合と、ステンレス等を用いる場合とによって異なる。以下において、単結晶シリコンを用いた場合の液体噴射ヘッドの製造方法を一例として記載する。本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、特に以下の製造方法に限定されず、ニッケルやステンレス鋼、ステンレス等を材料として用いる場合は、公知の電鋳法等の工程を含んでいてもよい。また、各工程の先後は、以下に記載の製造方法に限定されるものではない。
【００６１】
まず、図３（Ａ）に示すように、準備された単結晶シリコンからなる基板１の上に、振動板３０を形成する。図３（Ａ）に示すように、後述される製造工程において、基板１の圧力室１１が形成される領域を領域１１ａとする。振動板３０は、公知の成膜技術によって形成される。図３（Ａ）に示すように、例えば、振動板３０は、弾性板を構成する弾性層３０ａをスパッタリング法等によって形成した後、絶縁層３０ｂを弾性層３０ａの上にスパッタリング法等によって形成してもよい。例えば、弾性層３０ａは酸化ジルコニウムを用い、絶縁層３０ｂは酸化シリコンを用いてもよい。ここで、第２の面３２において、領域１１ａとオーバーラップした領域を第１領域３３とする。
【００６２】
振動板３０を形成した後に、図３（Ｂ）に示すように、振動板３０の第２の面３２上に第１の導電層４０を形成する。ここで、第１の導電層４０は、領域１１ａにオーバーラップするように所望の形状にパターニングされる。これにより、第１の導電層４０の第１の方向２００における一方の端部４１が第１領域３３内に形成される。また、第１領域３３内の第１導電部４２と第１領域３３外に延びる第２導電部４３とが形成される。なお、第１の導電層４０の詳細な構成は、前述されているため、省略する。第１の導電層４０は、公知の成膜技術によって形成されてもよい。例えば、白金、イリジウム等をスパッタリング法等によって積層することによって導電層（図示せず）を形成し、導電層を所定の形状にエッチングすることによって第１の導電層４０を形成してもよい。
【００６３】
ここで、図３（Ｃ）に示すように、第１の導電層４０を形成するための導電層がエッチングによってパターニングされる前に、該導電層の上にエッチング保護膜５０ａを形成してもよい。エッチング保護膜５０ａは、後述される圧電体層５０と同じ圧電材料から形成された圧電体層であってもよい。エッチング保護膜５０ａは、少なくとも、所望の形状にパターニングされる第１の導電層４０が形成される領域に形成されてもよい。これによれば、第１の導電層４０をパターニングするエッチング工程において、使用されるエッチャントによる化学的なダメージから第１の導電層４０の表面を保護することができる。
【００６４】
次に、図４（Ａ）に示すように、第１の導電層４０を覆うように圧電体層５０ｂを形成する。圧電体層５０ｂをパターニングすることによって、圧電体層５０が形成される。詳細は後述される。圧電体層５０ｂは、公知の成膜技術によって形成されてもよい。圧電体層５０ｂは、例えば、公知の圧電材料である前駆体を第２の面３２の上に塗布して加熱処理されて形成されてもよい。用いられる前駆体としては、加熱処理によって焼成した後、分極処理され、圧電特性を発生させるものであれば特に限定されず、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛等の前駆体を用いてもよい。なお、エッチング保護膜５０ａが形成されている場合、エッチング保護膜５０ａは圧電体層５０ｂ（圧電体層５０）と同じ圧電材料から形成されているため、焼成後、エッチング保護膜５０ａは圧電体層５０ｂと一体化することができる。
【００６５】
ここで、例えば圧電対層５０ｂ（圧電体層５０）をチタン酸ジルコン酸鉛によって形成する場合、図４（Ｂ）に示すように、チタンからなる中間チタン層５０ｃを第２の面３２の上の全面に形成した後に、圧電材料である前駆体を塗布してもよい。これによれば、前駆体を加熱処理によって、圧電体層５０ｂを結晶成長させる際、該前駆体を結晶成長させる界面を中間チタン層５０ｃで統一することができる。言い換えれば、振動板３０上で結晶成長する圧電体層５０ｂを無くすことができる。これによって、圧電体層５０ｂの結晶成長の制御性を高めることができ、圧電体層５０ｂが、より配向性の高い圧電体結晶となることができる。なお、中間チタン層５０ｃは加熱処理時に圧電体層５０ｂの結晶内に取り込まれることができる。
【００６６】
次に、図５（Ａ）に示すように、圧電体層５０ｂがエッチングによって所望の形状にパターニングされる前に、圧電体層５０ｂを覆うように導電性を有するマスク層６０ａを形成してもよい。マスク層６０ａは、後述される第２の導電層６０と同じ材料から形成された金属層である。図５（Ｂ）に示すように、マスク層６０ａを形成後、圧電体層５０ｂがエッチングによりパターニングされ、圧電体層５０が所望の形成にパターニングされる。ここで、マスク層６０ａを形成することによって、マスク層６０ａがエッチング工程においてハードマスクとして作用するため、図５（Ｂ）に示すように圧電体層５０にテーパー状の側面５２を容易に形成することができる。なお、圧電体層５０の詳細な構成は、前述されているため、省略する。
【００６７】
図５（Ｃ）に示すように、圧電体層５０をエッチングする際、第１の導電層４０の第２導電部４３上において、第１の導電層４０を露出させる開口部５４が同時に形成される。開口部５４は、第２導電部４３の上であって、第２の導電層６０に離間するように形成される。
【００６８】
図６に示すように、圧電体層５０および開口部５４を覆うように導電層６０ｂが形成される。よって、導電層６０ｂは、第２の導電層６０と同じ材料によって形成される。導電層６０ｂは、公知の成膜技術によって形成されてもよい。例えば、白金、イリジウム等をスパッタリング法等によって積層することによって導電層６０ｂを形成してもよい。マスク層６０ａが形成されていた場合、マスク層６０ａは、第２の導電層６０と同じ材料を用いているため、マスク層６０ａは導電層６０ｂと一体化することができる。
【００６９】
次に、図７（Ａ）に示すように、導電層６０ｂをエッチングによって所望の形状にパターニングし、第２の導電層６０を形成する。このとき、第２の導電層６０は、端部４１を含む第１の導電層４０とオーバーラップし、圧電体層５０の一部を覆い、第１の方向２００における一方の端部６１を第１領域３３内に有するようにパターニングされる。第２の導電層６０をパターニングする工程において、図７（Ｂ）に示すように、第２の導電層６０は、複数の圧電体層５０の少なくとも一部をそれぞれ覆うように、連続して形成される。これによれば、第２の導電層６０が接地回路に接続されている場合、第２の導電層６０を圧電素子１００の共通の上部電極として利用することができる。
【００７０】
また、第２の導電層６０をパターニングする工程において、図７（Ａ）に示すように、導電層６０ｂが少なくとも開口部５４を覆うようにパターニングされてもよい。つまりは、開口部５４の上方に形成された導電層６０ｂを除去しないことで、第３の導電層６７を形成してもよい。これによれば、例えばレジストを塗布した後、露光処理と現像処理を行ってレジスト膜を形成し、レジスト膜をマスクとしてエッチングを行う場合、有機アルカリ現像液、有機剥離液、洗浄液等が用いられる。したがって、開口部５４の上方に形成された導電層６０ｂを除去しないことで（言い換えれば、第３の導電層６７を形成することで）、開口部５４内の第１の導電層４０の表面が、オーバーエッチングされる可能性を無くすことができる。また、エッチングの後に、開口部５４内の第１の導電層４０の露出部分が、有機剥離液、洗浄液等に晒されて化学的ダメージを受けることを防ぐことができる。なお、本実施形態の係る製造方法において、第３の導電層６７は必須の構成ではなく、開口部５４における導電層６０ｂを除去し、第３の導電層６７を形成しなくてもよい。
【００７１】
次に、図８に示すように、圧電体層５０の第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部に第１の保護膜８０を形成する。第１の保護膜８０は、公知の成膜技術によって形成される。第１の保護膜８０は、例えば、ポリイミドなどの感光性樹脂膜を塗布法等により成膜して、所望の形状にパターニングして形成されてもよい。ここで、図８に示すように、第１の保護膜８０は、駆動領域５５の少なくとも一部とオーバーラップするように形成される。また、第１の保護膜８０は、第２の導電層６０の端部６１を覆うように形成され、駆動領域５５の少なくとも一部とオーバーラップしてもよい。また、第１の方向２００において第１の保護膜８０と離間して、第２の保護膜８１を一体形成してもよい。ここで、第１の保護膜８０および第２の保護膜８１は、後述される第４の導電層７０を形成する際のレジスト層の一部であってもよい。
【００７２】
次に、図９に示すように、少なくとも開口部５４を覆うように、第４の導電層７０を形成する。第４の導電層７０は、開口部５４内の第２導電部４３と電気的に接続されればよい。第３の導電層６７が形成されている場合は、第４の導電層７０は、第３の導電層６７と電気的に接続されるように形成されればよい。第３の導電層６７が形成されていない場合は、第４の導電層７０は、少なくとも開口部５４を覆うように形成されればよい。第４の導電層７０は、公知の成膜技術によって形成されてもよい。例えば、金、ニッケル・クロム合金等をスパッタリング法等によって積層することによって導電層（図示せず）を形成し、該導電層を所定の形状にエッチングすることによって第４の導電層７０を形成してもよい。第４の導電層７０は、図示されない外部駆動回路に接続されていてもよい。
【００７３】
ここで、図９に示すように、第１の保護膜８０が形成されている場合、第４の導電層７０をエッチングによって形成する工程において、圧電体層５０の第２の導電層６０が上方に形成されていない部分をエッチャント等による化学ダメージから保護することができる。より具体的には、第４の導電層７０の為の導電層がスパッタリング法等によって形成された後、該導電層をエッチングして所望の形状の第４の導電層７０が得られる。ここで、第１の保護膜８０が、圧電体層５０の第２の導電層６０が上方に形成されていない部分の少なくとも一部に形成されていることによって、例えば、駆動領域５５に隣接した圧電体層５０がエッチャント等によって化学的ダメージを受けることが無いため、圧電素子１００の信頼性を向上させることができる。また、第１の保護膜８０は、第４の導電層７０を形成する工程において、第４の導電層７０をパターニングするためのレジスト層として用いてもよい。
【００７４】
以上の方法により、圧電素子１００および圧電アクチュエーター１１０を製造することができる。
【００７５】
図１０（Ａ）に示すように、封止領域９１が形成された封止板９０を圧電素子１００の上方より搭載する。ここで、圧電素子１００は、封止領域９１内に封止されることができる。封止板９０は、例えば、接着剤によって圧電素子１００を封止してもよい。次に、図１０（Ｂ）に示すように、基板１を所定の厚みに薄くし、圧力室１１などを区画する。例えば、所定の厚みを有した基板１に対し、所望の形状にパターニングされるようにマスク（図示せず）を振動板３０が形成された面と反対の面に形成し、エッチング処理することによって、圧力室１１、壁部１２、供給路１３、連通路１４およびリザーバ１５を区画する（図示せず）。以上によって、振動板３０の下方に圧力室１１を有した圧力室板１０を形成することができる。圧力室板１１を形成した後、図１０（Ｃ）に示すように、ノズル孔２１を有したノズル板２０を、例えば接着剤等により所定の位置に接合する。これによって、ノズル孔２１は、圧力室１１と連通する。
【００７６】
以上のいずれかの方法により、液体噴射ヘッド３００を製造することができる。なお、前述の通り、液体噴射ヘッド３００の製造方法は、上述の製造方法に限定されずに、圧力室板１０およびノズル板２０を、電鋳法等を用いて一体形成してもよい。
【００７７】
本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。
【００７８】
本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００の製造方法によれば、第４の導電層７０を形成する工程において、圧電体層５０の第１の部分５６の少なくとも一部が第１の保護膜８０によって覆われているため、圧電体層５０の第１の部分５６に対して第４の導電層７０のエッチング工程において用いられるエッチャントによる化学的ダメージを低減することができる。その結果、圧電体層５０の信頼性を高めることができるため、信頼性の高い圧電素子１００を有した圧電アクチュエーター１１０を製造することができる。
【００７９】
以上によって、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００によれば、高い信頼性を持つ圧電アクチュエーターを有した液体噴射ヘッドを提供することができる。
【００８０】
３． 液体噴射装置
次に、本実施形態に係る液体噴射装置について説明する。本実施形態に係る液体噴射装置は、本発明に係る液体噴射ヘッドを有する。ここでは、本実施形態に係る液体噴射装置１０００がインクジェットプリンターである場合について説明する。図１１は、本実施形態に係る液体噴射装置１０００を模式的に示す斜視図である。
【００８１】
液体噴射装置１０００は、ヘッドユニット１０３０と、駆動部１０１０と、制御部１０６０と、を含む。また、液体噴射装置１０００は、装置本体１０２０と、給紙部１０５０と、記録用紙Ｐを設置するトレイ１０２１と、記録用紙Ｐを排出する排出口１０２２と、装置本体１０２０の上面に配置された操作パネル１０７０と、を含むことができる。
【００８２】
ヘッドユニット１０３０は、例えば、上述した液体噴射ヘッド３００から構成されるインクジェット式記録ヘッド（以下単に「ヘッド」ともいう）を有する。ヘッドユニット１０３０は、さらに、ヘッドにインクを供給するインクカートリッジ１０３１と、ヘッドおよびインクカートリッジ１０３１を搭載した運搬部（キャリッジ）１０３２と、を備える。
【００８３】
駆動部１０１０は、ヘッドユニット１０３０を往復動させることができる。駆動部１０１０は、ヘッドユニット１０３０の駆動源となるキャリッジモータ１０４１と、キャリッジモータ１０４１の回転を受けて、ヘッドユニット１０３０を往復動させる往復動機構１０４２と、を有する。
【００８４】
往復動機構１０４２は、その両端がフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸１０４４と、キャリッジガイド軸１０４４と平行に延在するタイミングベルト１０４３と、を備える。キャリッジガイド軸１０４４は、キャリッジ１０３２が自在に往復動できるようにしながら、キャリッジ１０３２を支持している。さらに、キャリッジ１０３２は、タイミングベルト１０４３の一部に固定されている。キャリッジモータ１０４１の作動により、タイミングベルト１０４３を走行させると、キャリッジガイド軸１０４４に導かれて、ヘッドユニット１０３０が往復動する。この往復動の際に、ヘッドから適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。
【００８５】
制御部１０６０は、ヘッドユニット１０３０、駆動部１０１０および給紙部１０５０を制御することができる。
【００８６】
給紙部１０５０は、記録用紙Ｐをトレイ１０２１からヘッドユニット１０３０側へ送り込むことができる。給紙部１０５０は、その駆動源となる給紙モータ１０５１と、給紙モータ１０５１の作動により回転する給紙ローラ１０５２と、を備える。給紙ローラ１０５２は、記録用紙Ｐの送り経路を挟んで上下に対向する従動ローラ１０５２ａおよび駆動ローラ１０５２ｂを備える。駆動ローラ１０５２ｂは、給紙モータ１０５１に連結されている。制御部１０６０によって供紙部１０５０が駆動されると、記録用紙Ｐは、ヘッドユニット１０３０の下方を通過するように送られる。
【００８７】
ヘッドユニット１０３０、駆動部１０１０、制御部１０６０および給紙部１０５０は、装置本体１０２０の内部に設けられている。
【００８８】
液体噴射装置１０００では、本発明に係る液体噴射ヘッド３００を有することができる。本発明に係る液体噴射ヘッド３００は、上述のように、高い信頼性を持つ圧電アクチュエーターを有することができる。そのため、高い信頼性を有する液体噴射装置１０００を得ることができる。
【００８９】
なお、上述した例では、液体噴射装置１０００がインクジェットプリンターである場合について説明したが、本発明のプリンタは、工業的な液体噴射装置として用いられることもできる。この場合に吐出される液体（液状材料）としては、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整したもの、または、メタルフレーク等を含むものなどを用いることができる。
【００９０】
上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００９１】
１ 基板、１０ 圧力室板、１１ 圧力室、１１ａ 領域、１２ 壁部、１３ 供給路、
１４ 連通路、１５ リザーバ、２０ ノズル板、２１ ノズル孔、３０ 振動板、
３１ 第１の面、３２ 第２の面、３３ 第１領域、３３ａ 第１の辺、
３３ｂ 第２の辺、４０ 第１の導電層、４１ 端部、４２ 第１導電部、
４３ 第２導電層、５０ 圧電体層、５０ａ 保護層、５０ｂ 圧電体層、
５０ｃ 中間チタン層、５１ 上面、５２ 側面、５４ 開口部、５５ 駆動領域、
５５ａ 端部、５５ｂ 端部、６０ 第２の導電層、６０ａ 導電層、６０ｂ 導電層、
６１ 端部、６７ 第３の導電層、７０ 第４の導電層、
８０ 第１の保護膜、８１ 第２の保護膜、９０ 封止板、９１ 封止領域、
１００ 圧電素子、１１０ 圧電アクチュエーター、２００ 第１の方向、
２１０ 第２の方向、３００ 液体噴射ヘッド、１０００ 液体噴射装置、
１０１０ 駆動部、１０２０ 装置本体、１０２１ トレイ、１０２２ 排出口、
１０３０ ヘッドユニット、１０３１ インクカートリッジ、１０３２ キャリッジ、
１０４１ キャリッジモータ、１０４２ 往復動機構、１０４３ タイミングベルト、１０４４ キャリッジガイド軸、１０５０ 給紙部、１０５１ 給紙モータ、
１０５２ 給紙ローラ、１０６０ 制御部、１０７０ 操作パネル
【技術分野】
【０００１】
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する。
【背景技術】
【０００２】
例えばインクジェットプリンター等の液体噴射装置において、インク等の液滴を噴射するために、圧電アクチュエーターを備えた液体噴射ヘッドが知られている。このような液体噴射ヘッドは、例えば、駆動信号等によって圧電アクチュエーターの圧電素子を変位させることにより、圧電アクチュエーターの下方に形成された圧力室内の圧力を変化させることができる。これによって、ノズル孔から圧力室内に供給されたインクなどの液滴を噴射させることができる。このような液体噴射ヘッドにおいて、例えば、湿気等の外的要因に対して弱い圧電素子の圧電体層を保護する目的として、圧電体層を上部電極で覆った構造を有したものがある（特許文献１）。このような液体噴射ヘッドにおいて、湿気等の外的要因に対してより強く、稼動中に振動板等においてクラック等の物理的問題を生じない、高い信頼性を持つ圧電アクチュエーターを有した液体噴射ヘッドが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−８８４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的の１つは、高い信頼性を持つ圧電アクチュエーターを有した液体噴射ヘッドを提供することにある。
【０００５】
本発明の目的の１つは、高い信頼性を持つ圧電アクチュエーターを有した液体噴射ヘッドの製造方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の目的の１つは、上記液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係る液体噴射ヘッドは、
液体を噴射するためのノズル孔に連通した圧力室を有する圧力室板と、
前記圧力室板の上方に形成された振動板であって、前記圧力室板と対向した第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面を有し、前記第２の面において、前記圧力室とオーバーラップした第１領域を有する振動板と、
前記第２の面において第１の方向に延びるように形成された第１の導電層であって、前記第１領域内に形成された第１導電部と前記第１領域外に形成された第２導電部を有する第１の導電層と、
前記第１の導電層を覆うように形成された圧電体層と、
前記圧電体層の一部を覆い、かつ、前記第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように形成された第２の導電層と、
前記圧電体層において、前記第２の導電層と離間し、前記第２導電部の上に位置した開口部と、
を有し、
前記圧電体層において、前記第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように形成された、電気的絶縁膜からなる第１の保護膜を含む。
【０００８】
なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）の「上方」に他の特定のもの（以下「Ｂ」という）を形成する」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。同様に、「下方」という文言は、Ａ下に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ下に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとする。
【０００９】
本発明によれば、高い信頼性を持つ圧電アクチュエーターを有した液体噴射ヘッドを提供することができる。
【００１０】
（２）本発明に係る液体噴射ヘッドは、
液体を噴射するためのノズル孔に連通した複数の圧力室を有する圧力室板と、
前記圧力室板の上方に形成された振動板であって、前記圧力室板と対向した第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面を有し、前記第２の面において、複数の前記圧力室とそれぞれオーバーラップした第１領域を有する振動板と、
前記第２の面において第１の方向に延びるように形成された第１の導電層であって、前記第１領域内に形成された第１導電部と前記第１領域外に形成された第２導電部を有する複数の第１の導電層と、
複数の前記第１の導電層をそれぞれ覆うように形成された圧電体層と、
複数の前記圧電体層の一部を覆い、かつ、複数の前記第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように連続して形成された第２の導電層と、
複数の前記圧電体層において、前記第２の導電層と離間し、前記第２導電部の上にそれぞれ位置した開口部と、
を有し、
前記圧電体層において、前記第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように形成された、電気的絶縁膜からなる第１の保護膜を含む。
【００１１】
本発明によれば、高い信頼性を持つ圧電アクチュエーターを有した液体噴射ヘッドを提供することができる。
【００１２】
（３）本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
前記第１の保護膜は、前記圧電体層の上に形成された前記第２の導電層の少なくとも一部にオーバーラップしていてもよい。
【００１３】
（４）本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
前記圧電体層において、前記第１の導電層と前記第２の導電層とに挟まれた領域を駆動領域としたとき、
前記第２の導電層の上において、前記駆動領域の少なくとも一部とオーバーラップし、かつ、前記第１の保護膜と離間して形成された第２の保護膜を含んでいてもよい。
【００１４】
（５）本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
前記第１の保護膜および前記第２の保護膜は、感光性樹脂であってもよい。
【００１５】
（６）本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
前記第１の保護膜および前記第２の保護膜は、酸化アルミニウムであってもよい。
【００１６】
（７）本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、
少なくとも前記開口部を覆うように形成された第３の導電層と、
前記第３の導電層と電気的に接続された第４の導電層と、
をさらに含んでいてもよい。
【００１７】
（８）本発明に係る液体噴射装置は、
上記のいずれかの液体噴射ヘッドを有する。
【００１８】
本発明によれば、高い信頼性を持つ圧電アクチュエーターを有した液体噴射装置を提供することができる。
【００１９】
（９）本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、
圧力室を有する圧力室板を形成する工程と、
前記圧力室板の上方に形成される振動板であって、前記圧力室板と対向した第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面を有し、前記第２の面において、前記圧力室とオーバーラップする第１領域を有した振動板を形成する工程と、
前記第２の面において第１の方向に延びる第１の導電層であって、前記第１領域内に形成された第１導電部と前記第１領域外に形成された第２導電部を有する第１の導電層を形成する工程と、
前記第１の導電層を覆うように圧電体層を形成する工程と、
前記圧電体層の一部を覆い、かつ、前記第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように第２の導電層を形成する工程と、
前記圧電体層において、前記第２の導電層に離間し、前記第２導電部の上に位置した開口部を形成する工程と、
前記圧電体層において、前記第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように、電気的絶縁膜からなる第１の保護膜を形成する工程と、
前記開口部内の前記第２導電部と電気的に接続された第４の導電層を形成する工程と、
を含み、
前記第１の保護膜を形成する工程は、前記第４の導電層を形成する工程の前に行われる。
【００２０】
本発明によれば、高い信頼性を持つ圧電アクチュエーターを有した液体噴射ヘッドの製造方法を提供することができる。
【００２１】
（１０）本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、
複数の圧力室を有する圧力室板を形成する工程と、
前記圧力室板の上方に形成される振動板であって、前記圧力室板と対向した第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面を有し、前記第２の面において、複数の前記圧力室とそれぞれオーバーラップする第１領域を有した振動板を形成する工程と、
前記第２の面において第１の方向に延びる第１の導電層であって、前記第１領域内に形成された第１導電部と前記第１領域外に形成された第２導電部を有する複数の第１の導電層を形成する工程と、
複数の前記第１の導電層をそれぞれ覆うように、圧電体層を形成する工程と、
複数の前記圧電体層の一部を覆い、かつ、前記第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように第２の導電層を連続して形成する工程と、
複数の前記圧電体層において、前記第２の導電層に離間し、前記第２導電部の上に位置した開口部をそれぞれ形成する工程と、
前記圧電体層において、前記第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように、電気的絶縁膜からなる第１の保護膜を形成する工程と、
前記開口部内の前記第２導電部と電気的に接続された第４の導電層を形成する工程と、
を含み、
前記第１の保護膜を形成する工程は、前記第４の導電層を形成する工程の前に行われる。
【００２２】
本発明によれば、高い信頼性を持つ圧電アクチュエーターを有した液体噴射ヘッドの製造方法を提供することができる。
【００２３】
（１１）本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法において、
少なくとも前記開口部を覆うように第３の導電層を形成する工程を更に含み、
前記第４の導電層は、前記第３の導電層を介して前記第２導電部と電気的に接続されてもよい。
【００２４】
（１２）本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記圧電体層において、前記第１の導電層と前記第２の導電層とに挟まれた領域を駆動領域としたとき、
前記第１の保護膜を、前記圧電体層から前記第２の導電層の一部を覆うように形成する工程と、
前記第２の導電層の上において、前記駆動領域の一部とオーバーラップし、かつ、第１の方向において、前記第１の保護膜と離間した第２の保護膜を形成する工程と、
を含んでいてもよい。
【００２５】
（１３）本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記第１の導電層を形成する工程は、
前記第１領域上に導電層を形成する工程と、
前記導電層の上にエッチング保護膜を形成する工程と、
前記エッチング保護膜を形成した後に前記導電層をエッチングする工程を含み、
前記エッチング保護膜は、前記圧電体層を形成する材料が用いられてもよい。
【００２６】
（１４）本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記圧電体層を形成する工程は、
少なくとも前記第１の導電膜を覆うようにエッチング処理前の圧電体層を形成する工程と、
エッチング処理前の前記圧電体層の上に導電性を有するマスク層を形成する工程と、
前記マスク層を形成した後に前記圧電体層をエッチングする工程を含み、
前記マスク層は、前記第２の導電層を形成する材料が用いられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施形態に係る液体噴射ヘッドを模式的に示す分解斜視図。
【図２（Ａ）】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部を模式的に示す平面図。
【図２（Ｂ）】図２（Ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ線における要部を模式的に示す断面図。
【図２（Ｃ）】図２（Ａ）のＩＩＣ−ＩＩＣ線における要部を模式的に示す断面図。
【図２（Ｄ）】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの要部の変形例を模式的に示す平面図。
【図３】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。
【図４】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。
【図５】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。
【図６】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。
【図７】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。
【図８】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。
【図９】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。
【図１０】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法を模式的に示す断面図。
【図１１】本実施形態に係る液体噴射装置を模式的に示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、本発明を適用した実施形態の一例について図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の実施形態のみに限定されるものではない。本発明は、以下の実施形態およびその変形例を自由に組み合わせたものを含むものとする。
【００２９】
１． 液体噴射ヘッド
以下、図面を参照して、本実施形態に係る液体噴射ヘッドについて説明する。
【００３０】
図１は、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００の分解斜視図である。
【００３１】
図１に示すように、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００は、圧力室１１を有する圧力室板１０と、圧力室板１０の上方に形成された振動板３０と、振動板３０の上方に形成された圧電素子１００と、圧力室板１０の下方に形成されたノズル板２０と、圧電素子１００を封止する封止板９０と、を含む。
【００３２】
圧力室板１０は、図１に示すように、圧力室１１を有する。図１に示すように、圧力室板１０は、圧力室１１の側壁を構成する壁部１２を有する。また、圧力室板１０は、圧力室１１と供給路１３および連通路１４を介して連通したリザーバ１５を有していてもよい。リザーバ１５には、図示されない貫通孔が形成されてもよく、該貫通孔を通って外部からリザーバ１５内に液体が供給されてもよい。これによれば、リザーバ１５に液体を供給することによって、供給路１３および連通路１４を介して圧力室１１に液体を供給することができる。圧力室１１の形状は、特に限定されない。圧力室１１の形状は、例えば、平面視において平行四辺形であってもよく、矩形であってもよい。圧力室１１の数は特に限定されず、１つであってもよいし、複数設けられていてもよい。圧力室板１０の材質は、特に限定されない。圧力室板１０は、例えば、単結晶シリコン、ニッケル、ステンレス、ステンレス鋼、ガラスセラミックス等から形成されてもよい。
【００３３】
ノズル板２０は、図１に示すように、圧力室１０の下方に形成される。ノズル板２０は、プレート状の部材であって、ノズル孔２１を有する。ノズル孔２１は、圧力室１１に連通するように形成される。ノズル孔２１の形状は、液体を吐出することができる限り、特に限定されない。ノズル孔２１を介することで、圧力室１１内の液体を、例えば、ノズル板２０の下方に向けて吐出することができる。また、ノズル孔２１の数は特に限定されず、１つであってもよいし、複数設けられていてもよい。ノズル板２０の材質は、特に限定されない。ノズル板２０は、例えば、単結晶シリコン、ニッケル、ステンレス、ステンレス鋼、ガラスセラミックス等から形成されてもよい。
【００３４】
振動板３０は、図１に示すように、圧力室板１０の上方に形成される。したがって、振動板３０は、圧力室１１および壁部１２の上方に形成される。振動板３０は、プレート状の部材であって、圧力室板１０と対向した第１の面３１と、第１の面３１と反対の面である第２の面３２とを有する。振動板３０の構造及び材料は、特に限定されない。例えば、振動板３０は、図１に示すように、複数の膜の積層体で形成されていてもよい。このとき、振動板３０は、例えば、酸化ジルコニウムや酸化シリコンなどの絶縁膜、ニッケルなどの金属膜、ポリイミドなどの高分子材料膜、からなる複数の膜の積層体であってもよい。振動板３０は、振動部を構成する。言い換えれば、後述される圧電素子１００が変位することによって振動（変位）することができる。これにより、下方に形成された圧力室１１の体積を変化させることができる。
【００３５】
本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００の圧電素子１００は、図１に示すように、振動板３０の第２の面３２の上において形成される。本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００の圧電アクチュエーター１１０は、圧電素子１００と振動板３０によって構成される。以下、図２〜図４を参照して、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００の圧電素子１００の詳細について説明する。
【００３６】
図２（Ａ）は、液体噴射ヘッド３００に係る要部である圧力室板１０、振動板３０、および圧電素子１００のみを便宜的に示した平面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す要部のＩＩＢ−ＩＩＢ線断面図である。図２（Ｃ）は、図２（Ａ）に示す要部のＩＩＣ−ＩＩＣ線断面図である。図２（Ｄ）は、液体噴射ヘッド３００に係る要部の変形例を模式的に示す断面図である。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、液体噴射ヘッド３００に係る要部の変形例を模式的に示す平面図である。
【００３７】
以下に圧電素子１００の構造についての詳細を説明する。
【００３８】
図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示すように、圧電素子１００は、大略すれば、振動板３０上に第１の方向２００に延びるように形成された第１の導電層４０と、第１の導電層４０を覆うように形成された圧電体層５０と、圧電体層５０の少なくとも一部を覆うように形成された第２の導電層６０とを含む。
【００３９】
図２（Ａ）に示すように、振動板３０は、第２の面３２（図２（Ｂ）参照）において第１領域３３（図２（Ａ）の太字破線部分）を有する。第１領域３３は、第２の面３２の圧力室１１とオーバーラップする領域である。図２（Ａ）に示すように、第１領域３３は圧力室１１毎に形成されている。第１領域３３は、圧力室１１の平面視の形状と同じ形状を有する。また、図２（Ｂ）に示すように、隣り合う第１領域３３の間で、圧力室板１０の壁部１２とオーバーラップしている領域を第２領域３４とする。
【００４０】
第１の導電層４０は、図２（Ａ）に示すように、第１領域３３において、第１の方向２００に延びるように形成される。図２（Ａ）に示すように、第１の方向２００は、第２の面３２における１方向であって、第１領域３３の長手方向である。また、第１の方向２００に直交した方向を第２の方向２１０とする。図２（Ａ）に示すように、第１の導電層４０は、第１領域３３内に第１の方向２００における一方の端部である端部４１を有する。また、図２（Ｂ）に示すように、第１の導電層４０は、第１領域３３内に第２の方向２１０における両端部を有する。第１の導電層４０は、図２（Ａ）に示すように、第１領域３３内に形成された第１導電部４２と、第１領域３３の一方の短辺である第１の辺３３ａを境界として、第１領域３３内から第１領域３３外へ連続して延びた第２導電部４３と、から形成される。したがって、端部４１は、第１導電部４２の第１の方向における端部である。第１の導電層４０は、導電性を有した層からなり、圧電素子１００において下部電極を構成する。第１の導電層４０の構造及び材料は、特に限定されない。例えば、第１の導電層４０は、単層で形成されていてもよい。あるいは、第１の導電層４０は、複数の膜の積層体で形成されていてもよい。第１の導電層４０は、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）などのいずれかを含む金属層であってもよい。
【００４１】
圧電体層５０は、図２（Ａ）に示すように、第１領域３３において、第１の導電層４０を覆うように形成される。圧電体層５０は、図２（Ｂ）に示すように、第１領域３３内において、第２の方向２１０における両端部を有する。つまりは、圧電体層５０は、第２の方向２１０において、第１の導電層４０の幅より大きく、かつ、第１領域３３の幅より狭い幅を有する。圧電体層５０は、図２（Ａ）に示すように、第１領域３３外においても、第１の方向２００に沿うように連続して延び、第１の導電層４０の第２導電部４３を覆うように形成される。図２（Ａ）に示すように、圧電体層５０は、第１の辺３３ａと、第１領域３３の他方の短辺である第２の辺３３ｂから第１領域３３外に連続して延びるように形成されていてもよい。圧電体層５０の形状は特に限定されないが、図２（Ｂ）に示すように、第１の導電層４０の上方に上面５１を有し、上面５１と連続したテーパー状の側面５２を有していてもよい。また、図２（Ｄ）に示すように、側面５２は、振動板３０の第２の面３２に至らずに、第１領域３３から第２領域３４に連続して形成された圧電体層５０の面５３に連続していてもよい。面５３は、上面５１よりも高さが低い面であって、面５３の高さは、所望の高さに調整されることができる。言い換えれば、面５３における圧電体層５０の厚みを所望の厚みに調整することによって、圧電アクチュエーター１１０の剛性を調整することができる。圧電体層５０は、圧電特性を有した多結晶体からなり、圧電素子１００において印加されることにより振動することができる。圧電体層５０の構造及び材料は、圧電特性を有していればよく、特に限定されない。圧電体層５０は、公知の圧電材料から形成されればよく、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３）、チタン酸ビスマスナトリウム（（Ｂｉ、Ｎａ）ＴｉＯ3）などを用いてもよい。
【００４２】
また、圧電体層５０は、図２（Ａ）および図２（Ｃ）に示すように、第１の導電層４０の第２導電部４３上において、第２導電部４３の一部が露出するような開口部５４を有する。開口部５４の位置は、第２導電部４３上であって、後述される第２の導電層６０に離間していればよく、特に限定されない。開口部５４の形状は、第２導電部である第１の導電層４０が露出させることができればよく、特に限定されない。
【００４３】
第２の導電層６０は、図２（Ａ）に示すように、第１領域３３において、端部４１を含む第１の導電層４０とオーバーラップし、圧電体層５０の一部を覆うように形成される。また、第２の導電層６０は、第１の方向２００における一方の端部６１を第１領域３３内に有するように形成される。第２の導電層６０は、図２（Ａ）複数の圧電体層５０の一部をそれぞれ覆うように、第２の方向２１０において連続して形成されてもよい。また、図２（Ｂ）に示すように、第２の導電層６０は、第２の方向２１０において、圧電体層５０の一部において、圧電体層５０の上面５１と側面５２を連続して覆うことができる。このとき、図２（Ａ）に示すように、端部６１は、複数の圧電体層５０の上に連続して形成されてもよい。図２（Ｂ）および図２（Ｃ）に示すように、第２の導電層６０は、第１領域３３内において、端部４１を含む第１の導電層４０とオーバーラップするように形成される。その結果、第１領域３３内の圧電体層５０の一部の領域が第１の導電層４０の第１導電部４２と第２の導電層６０とに挟まれる。このとき、圧電体層５０において第１の導電層４０と第２の導電層６０とに挟まれた領域を駆動領域５５とする。図２（Ｃ）に示すように、駆動領域５５の第１の方向２００における一方の端部５５ａの位置は、第２の導電層６０の端部６１の位置によって規定することができる。また、駆動領域５５の第１の方向２００における他方の端部５５ｂの位置は、第１の導電層４０の端部４１の位置によって規定することができる。図２（Ａ）に示すように、第２の導電層６０は、第１領域３３の第１の辺３３ａにオーバーラップしないように形成されてもよい。第２の導電層６０の構造及び材料は、特に限定されない。例えば、第２の導電層６０は、単層で形成されていてもよい。あるいは、第２の導電層６０は、複数の膜の積層体で形成されていてもよい。第２の導電層６０は、導電性を有した層からなり、圧電素子１００において上部電極を構成する。第２の導電層６０は、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）などを含む金属層であってもよい。図示はされないが、第２の導電層６０は、配線を介して、または連続して、例えば、接地回路等と接続されていてもよい。第２の導電層６０は、圧電体層５０の駆動領域５５を含む部分を第２の方向２１０において完全に覆うことができる。これによれば、駆動領域５５の圧電体層５０を大気中の水分（湿気）等の外的要因の影響から保護することができるため、圧電アクチュエーター１１０の信頼性を向上させることができる。
【００４４】
第３の導電層６７は、図２（Ａ）および図２（Ｃ）に示すように、少なくとも開口部５４を覆うように形成されてもよい。また、第３の導電層６７は、少なくとも開口部５４における第２導電部４３（第１の導電層４０）を覆うように形成されていてもよい（図示せず）。第３の導電層６７の構造及び材料は、特に限定されない。第３の導電層６７は、導電性を有した層であればよく、第２の導電層６０と同じであってもよい。第３の導電層６７を形成することによって、製造工程において開口部５４における第１の導電層４０の第２導電部４３の表面を保護することができる。その詳細は製造方法において後述される。また、第３の導電層６７は本実施形態に圧電素子１００の必須な構成ではないため、開口部５４において第１の導電層４０の上に第３の導電層６７が形成されていなくてもよい（図示せず）。
【００４５】
第４の導電層７０は、図２（Ａ）および図２（Ｃ）に示すように、第３の導電層６７に電気的に接続されるように形成される。つまりは、第４の導電層７０は、第２導電部４３を介して第１導電部４２と電気的に接続されている。また、第３の導電層６７が形成されていない場合は、第４の導電層７０は、開口部５４内の第２導電部４３と電気的に接続されればよいため、第４の導電層７０は、第３の導電層６７を介さず、少なくとも開口部５４を覆うように形成されてもよい。第４の導電層７０の形状は、少なくとも開口部５４内に形成される限り、特に限定されない。第４の導電層７０の構造及び材料は、特に限定されない。例えば、第４の導電層７０は、単層で形成されていてもよい。あるいは、第４の導電層７０は、複数の膜の積層体で形成されていてもよい。第４の導電層７０は、導電性を有した層からなり、圧電素子１００において下部電極へのリード線を構成する。第４の導電層７０は、例えば、金（Ａｕ）、ニッケル−クロム合金（Ｎｉ−Ｃｒ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）などを含む金属層であってもよい。図示はされないが、第４の導電層７０は、外部駆動回路と接続されていてもよい。これによって、第１の導電層４０が、第４の導電層７０を介して、例えば外部駆動回路と電気的に接続されることができる。
【００４６】
第１の保護膜８０は、図２（Ｃ）に示すように、圧電体層５０の第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように形成されればよい。また、図２（Ｃ）に示すように、第１の保護膜８０は、駆動領域５５の少なくとも一部とオーバーラップするように形成されてもよい。言い換えれば、図２（Ａ）に示すように、第１の保護膜８０の第１の方向２００における一方の端部８０ａ（図２（Ａ）において太線で示される部分）の一部が駆動領域５５上に形成されてもよい。言い換えれば、端部５５ａにオーバーラップするように形成されてもよい。このとき、図２（Ｃ）に示すように、第１の保護膜８０は、第２の導電層６０の端部６１を覆うように形成される。図２（Ａ）に示すように、第１の保護膜８０は、複数の圧電体層５０の第１の部分５６を連続して覆うように形成されてよい。また、第１の保護膜８０は、複数の圧電体層５０の上に形成された端部６１を連続して覆うように形成されてもよい。第１の保護膜８０の材料は、電気的絶縁性を有し、水分バリア性を有している限りにおいて特に限定されない。第１の保護膜８０は、例えば、酸化アルミニウムなどの酸化絶縁膜（無機絶縁膜）、もしくはポリイミドなどの高分子材料膜（有機絶縁膜）から形成されていてもよい。第１の保護膜８０がポリイミドなどの感光性樹脂である場合、第１の保護膜８０は、製造工程において利用されるレジスト層であってもよい。詳細は後述される。
【００４７】
第２の保護膜８１は、図２（Ｃ）に示すように、第２の導電層６０の上において、駆動領域５５の少なくとも一部とオーバーラップし、かつ、第１の方向２００において、第１の保護膜８０と離間して配置されてもよい。言い換えれば、図２（Ａ）に示すように、第２の保護膜８１の第１の方向２００における一方の端部８１ａ（図２（Ａ）において太線で示される部分）の一部が駆動領域５５上に形成されてもよい。言い換えれば、第２の保護膜８１は、駆動領域５５の端部５５ｂにオーバーラップするように形成されてもよい。また、図２（Ｃ）に示すように、複数の端部５５ｂを連続してオーバーラップするように連続して形成されてもよい。第２の保護膜８１の材料は、電気的絶縁性を有し、水分バリア性を有している限りにおいて特に限定されない。第２の保護膜８１は、例えば、酸化アルミニウムなどの酸化絶縁膜（無機絶縁膜）、もしくはポリイミドなどの高分子材料膜（有機絶縁膜）から形成されていてもよい。第２の保護膜８１がポリイミドなどの感光性樹脂である場合、第２の保護膜８１は、製造工程において利用されるレジスト層であってもよい。詳細は後述される。また、第２の保護膜８１は、第１の保護膜８０と同じ材料より形成されてもよい。
【００４８】
以上のいずれかの構成により、圧電素子１００並びに圧電素子１００を有した圧電アクチュエーター１１０の構成とすることができる。
【００４９】
本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００は、図１に示すように、圧電素子１００を封止することができる封止板９０を有していてもよい。封止板９０は、圧電素子１００を所定の空間領域に封止することができる封止領域９１を有している。封止領域９１は、圧電素子１００の振動運動を阻害しない程度の空間領域であればよい。封止板９０の構造及び材料は、特に限定されない。例えば、封止板９０は、例えば、単結晶シリコン、ニッケル、ステンレス、ステンレス鋼、ガラスセラミックス等から形成されてもよい。また、液体噴射ヘッド３００は、例えば、各種樹脂材料、各種金属材料からなり、上述された構成を収納することができる筐体を有していてもよい（図示せず）。
【００５０】
以上のいずれかの構成により、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００の構成とすることができる。
【００５１】
本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００５２】
本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００によれば、圧電体層５０の第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように第１の保護膜８０が形成されるため、圧電体層５０の水分バリア性を高めることができる。また、第１の保護膜８０に覆われることにより、物理的ダメージも防ぐこともできる。
【００５３】
また、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００によれば、第１の保護膜８０が第２の導電層６０の端部６１を覆うことができる。これによれば、第２の導電層６０の剥離を防ぐことができる。
【００５４】
また、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００によれば、第１の保護膜８０が駆動領域５５の一方の端部５５ａとオーバーラップしている。これによれば、駆動領域５５の端部５５ａにおいて、第１の保護膜８０がオーバーラップすることにより圧電アクチュエーター１１０の駆動を抑制することができる。このとき、第１の保護膜８０をより厚く形成することや、ヤング率の大きい酸化アルミニウムなどの無機絶縁を好適に用いることによって、端部５５ａにおける駆動を抑制する効果を高めることができる。その結果、駆動領域５５の端部５５ａに隣接した部材、例えば、振動板３０や、振動板３０と圧力室基板１０との接合部分等において、クラック等の物理的ダメージが発生することを抑制することができる。
【００５５】
また、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００によれば、第２の保護膜８１が駆動領域５５の端部５５ｂとオーバーラップしている。これによれば、駆動領域５５の端部５５ｂにおいて、第２の保護膜８１がオーバーラップすることにより、圧電アクチュエーター１１０の駆動を抑制することができる。このとき、第２の保護膜８１をより厚く形成することや、ヤング率の大きい酸化アルミニウムなどの無機絶縁を好適に用いることによって、端部５５ｂにおける駆動を抑制する効果を高めることができる。その結果、駆動領域５５の端部５５ｂに隣接した部材、例えば、振動板３０や、振動板３０と圧力室板１０との接合部分等において、クラック等の物理的ダメージが発生することを抑制することができる
また、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００によれば、圧電体層５０の第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように第１の保護膜８０が形成されるため、製造工程における圧電体層５０への化学的ダメージを回避することができる。よって、第２の導電層が上方に形成されていない部分の圧電体層５０が化学的ダメージを受けていないため、圧電アクチュエーター１１０の信頼性を高めることができる。製造工程において詳細は後述される。
【００５６】
以上によって、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００によれば、高い信頼性を持つ圧電アクチュエーター１１０を有した液体噴射ヘッドを提供することができる。
【００５７】
２． 液体噴射ヘッドの製造方法
以下、図面を参照して、本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法について説明する。
【００５８】
図３〜図１０は、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００の製造方法を模式的に示す断面図である。
【００５９】
本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、図３〜図１０に示すように、圧力室１１を有する圧力室板１０を形成する工程と、圧力室板１０の上方に形成される振動板３０であって、圧力室板１０と対向した第１の面３１と、第１の面３１と反対側の第２の面３２を有し、第２の面３２において、圧力室１１とオーバーラップする第１領域３３を有した振動板３０を形成する工程と、第２の面３２において第１の方向２００に延びる第１の導電層４０であって、第１領域３３内に形成された第１導電部４２と第１領域３３外に形成された第２導電部４２を有する第１の導電層４０を形成する工程と、第１の導電層４０を覆うように圧電体層５０を形成する工程と、圧電体層５０の一部を覆い、かつ、第１導電部４２の少なくとも一部とオーバーラップするように第２の導電層６０を形成する工程と、圧電体層５０において、第２の導電層６０に離間し、第２導電部４３の上に位置した開口部５４を形成する工程と、圧電体層５０において、第２の導電層６０が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように、電気的絶縁膜からなる第１の保護膜８０を形成する工程と、開口部６４内の第２導電部４３と電気的に接続された第４の導電層７０を形成する工程と、を含み、第１の保護膜８０を形成する工程は、第４の導電層７０を形成する工程の前に行われる。
【００６０】
本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、圧力室板１０、ノズル板２０を形成するために用いられる材質が単結晶シリコン等を用いる場合と、ステンレス等を用いる場合とによって異なる。以下において、単結晶シリコンを用いた場合の液体噴射ヘッドの製造方法を一例として記載する。本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、特に以下の製造方法に限定されず、ニッケルやステンレス鋼、ステンレス等を材料として用いる場合は、公知の電鋳法等の工程を含んでいてもよい。また、各工程の先後は、以下に記載の製造方法に限定されるものではない。
【００６１】
まず、図３（Ａ）に示すように、準備された単結晶シリコンからなる基板１の上に、振動板３０を形成する。図３（Ａ）に示すように、後述される製造工程において、基板１の圧力室１１が形成される領域を領域１１ａとする。振動板３０は、公知の成膜技術によって形成される。図３（Ａ）に示すように、例えば、振動板３０は、弾性板を構成する弾性層３０ａをスパッタリング法等によって形成した後、絶縁層３０ｂを弾性層３０ａの上にスパッタリング法等によって形成してもよい。例えば、弾性層３０ａは酸化ジルコニウムを用い、絶縁層３０ｂは酸化シリコンを用いてもよい。ここで、第２の面３２において、領域１１ａとオーバーラップした領域を第１領域３３とする。
【００６２】
振動板３０を形成した後に、図３（Ｂ）に示すように、振動板３０の第２の面３２上に第１の導電層４０を形成する。ここで、第１の導電層４０は、領域１１ａにオーバーラップするように所望の形状にパターニングされる。これにより、第１の導電層４０の第１の方向２００における一方の端部４１が第１領域３３内に形成される。また、第１領域３３内の第１導電部４２と第１領域３３外に延びる第２導電部４３とが形成される。なお、第１の導電層４０の詳細な構成は、前述されているため、省略する。第１の導電層４０は、公知の成膜技術によって形成されてもよい。例えば、白金、イリジウム等をスパッタリング法等によって積層することによって導電層（図示せず）を形成し、導電層を所定の形状にエッチングすることによって第１の導電層４０を形成してもよい。
【００６３】
ここで、図３（Ｃ）に示すように、第１の導電層４０を形成するための導電層がエッチングによってパターニングされる前に、該導電層の上にエッチング保護膜５０ａを形成してもよい。エッチング保護膜５０ａは、後述される圧電体層５０と同じ圧電材料から形成された圧電体層であってもよい。エッチング保護膜５０ａは、少なくとも、所望の形状にパターニングされる第１の導電層４０が形成される領域に形成されてもよい。これによれば、第１の導電層４０をパターニングするエッチング工程において、使用されるエッチャントによる化学的なダメージから第１の導電層４０の表面を保護することができる。
【００６４】
次に、図４（Ａ）に示すように、第１の導電層４０を覆うように圧電体層５０ｂを形成する。圧電体層５０ｂをパターニングすることによって、圧電体層５０が形成される。詳細は後述される。圧電体層５０ｂは、公知の成膜技術によって形成されてもよい。圧電体層５０ｂは、例えば、公知の圧電材料である前駆体を第２の面３２の上に塗布して加熱処理されて形成されてもよい。用いられる前駆体としては、加熱処理によって焼成した後、分極処理され、圧電特性を発生させるものであれば特に限定されず、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛等の前駆体を用いてもよい。なお、エッチング保護膜５０ａが形成されている場合、エッチング保護膜５０ａは圧電体層５０ｂ（圧電体層５０）と同じ圧電材料から形成されているため、焼成後、エッチング保護膜５０ａは圧電体層５０ｂと一体化することができる。
【００６５】
ここで、例えば圧電対層５０ｂ（圧電体層５０）をチタン酸ジルコン酸鉛によって形成する場合、図４（Ｂ）に示すように、チタンからなる中間チタン層５０ｃを第２の面３２の上の全面に形成した後に、圧電材料である前駆体を塗布してもよい。これによれば、前駆体を加熱処理によって、圧電体層５０ｂを結晶成長させる際、該前駆体を結晶成長させる界面を中間チタン層５０ｃで統一することができる。言い換えれば、振動板３０上で結晶成長する圧電体層５０ｂを無くすことができる。これによって、圧電体層５０ｂの結晶成長の制御性を高めることができ、圧電体層５０ｂが、より配向性の高い圧電体結晶となることができる。なお、中間チタン層５０ｃは加熱処理時に圧電体層５０ｂの結晶内に取り込まれることができる。
【００６６】
次に、図５（Ａ）に示すように、圧電体層５０ｂがエッチングによって所望の形状にパターニングされる前に、圧電体層５０ｂを覆うように導電性を有するマスク層６０ａを形成してもよい。マスク層６０ａは、後述される第２の導電層６０と同じ材料から形成された金属層である。図５（Ｂ）に示すように、マスク層６０ａを形成後、圧電体層５０ｂがエッチングによりパターニングされ、圧電体層５０が所望の形成にパターニングされる。ここで、マスク層６０ａを形成することによって、マスク層６０ａがエッチング工程においてハードマスクとして作用するため、図５（Ｂ）に示すように圧電体層５０にテーパー状の側面５２を容易に形成することができる。なお、圧電体層５０の詳細な構成は、前述されているため、省略する。
【００６７】
図５（Ｃ）に示すように、圧電体層５０をエッチングする際、第１の導電層４０の第２導電部４３上において、第１の導電層４０を露出させる開口部５４が同時に形成される。開口部５４は、第２導電部４３の上であって、第２の導電層６０に離間するように形成される。
【００６８】
図６に示すように、圧電体層５０および開口部５４を覆うように導電層６０ｂが形成される。よって、導電層６０ｂは、第２の導電層６０と同じ材料によって形成される。導電層６０ｂは、公知の成膜技術によって形成されてもよい。例えば、白金、イリジウム等をスパッタリング法等によって積層することによって導電層６０ｂを形成してもよい。マスク層６０ａが形成されていた場合、マスク層６０ａは、第２の導電層６０と同じ材料を用いているため、マスク層６０ａは導電層６０ｂと一体化することができる。
【００６９】
次に、図７（Ａ）に示すように、導電層６０ｂをエッチングによって所望の形状にパターニングし、第２の導電層６０を形成する。このとき、第２の導電層６０は、端部４１を含む第１の導電層４０とオーバーラップし、圧電体層５０の一部を覆い、第１の方向２００における一方の端部６１を第１領域３３内に有するようにパターニングされる。第２の導電層６０をパターニングする工程において、図７（Ｂ）に示すように、第２の導電層６０は、複数の圧電体層５０の少なくとも一部をそれぞれ覆うように、連続して形成される。これによれば、第２の導電層６０が接地回路に接続されている場合、第２の導電層６０を圧電素子１００の共通の上部電極として利用することができる。
【００７０】
また、第２の導電層６０をパターニングする工程において、図７（Ａ）に示すように、導電層６０ｂが少なくとも開口部５４を覆うようにパターニングされてもよい。つまりは、開口部５４の上方に形成された導電層６０ｂを除去しないことで、第３の導電層６７を形成してもよい。これによれば、例えばレジストを塗布した後、露光処理と現像処理を行ってレジスト膜を形成し、レジスト膜をマスクとしてエッチングを行う場合、有機アルカリ現像液、有機剥離液、洗浄液等が用いられる。したがって、開口部５４の上方に形成された導電層６０ｂを除去しないことで（言い換えれば、第３の導電層６７を形成することで）、開口部５４内の第１の導電層４０の表面が、オーバーエッチングされる可能性を無くすことができる。また、エッチングの後に、開口部５４内の第１の導電層４０の露出部分が、有機剥離液、洗浄液等に晒されて化学的ダメージを受けることを防ぐことができる。なお、本実施形態の係る製造方法において、第３の導電層６７は必須の構成ではなく、開口部５４における導電層６０ｂを除去し、第３の導電層６７を形成しなくてもよい。
【００７１】
次に、図８に示すように、圧電体層５０の第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部に第１の保護膜８０を形成する。第１の保護膜８０は、公知の成膜技術によって形成される。第１の保護膜８０は、例えば、ポリイミドなどの感光性樹脂膜を塗布法等により成膜して、所望の形状にパターニングして形成されてもよい。ここで、図８に示すように、第１の保護膜８０は、駆動領域５５の少なくとも一部とオーバーラップするように形成される。また、第１の保護膜８０は、第２の導電層６０の端部６１を覆うように形成され、駆動領域５５の少なくとも一部とオーバーラップしてもよい。また、第１の方向２００において第１の保護膜８０と離間して、第２の保護膜８１を一体形成してもよい。ここで、第１の保護膜８０および第２の保護膜８１は、後述される第４の導電層７０を形成する際のレジスト層の一部であってもよい。
【００７２】
次に、図９に示すように、少なくとも開口部５４を覆うように、第４の導電層７０を形成する。第４の導電層７０は、開口部５４内の第２導電部４３と電気的に接続されればよい。第３の導電層６７が形成されている場合は、第４の導電層７０は、第３の導電層６７と電気的に接続されるように形成されればよい。第３の導電層６７が形成されていない場合は、第４の導電層７０は、少なくとも開口部５４を覆うように形成されればよい。第４の導電層７０は、公知の成膜技術によって形成されてもよい。例えば、金、ニッケル・クロム合金等をスパッタリング法等によって積層することによって導電層（図示せず）を形成し、該導電層を所定の形状にエッチングすることによって第４の導電層７０を形成してもよい。第４の導電層７０は、図示されない外部駆動回路に接続されていてもよい。
【００７３】
ここで、図９に示すように、第１の保護膜８０が形成されている場合、第４の導電層７０をエッチングによって形成する工程において、圧電体層５０の第２の導電層６０が上方に形成されていない部分をエッチャント等による化学ダメージから保護することができる。より具体的には、第４の導電層７０の為の導電層がスパッタリング法等によって形成された後、該導電層をエッチングして所望の形状の第４の導電層７０が得られる。ここで、第１の保護膜８０が、圧電体層５０の第２の導電層６０が上方に形成されていない部分の少なくとも一部に形成されていることによって、例えば、駆動領域５５に隣接した圧電体層５０がエッチャント等によって化学的ダメージを受けることが無いため、圧電素子１００の信頼性を向上させることができる。また、第１の保護膜８０は、第４の導電層７０を形成する工程において、第４の導電層７０をパターニングするためのレジスト層として用いてもよい。
【００７４】
以上の方法により、圧電素子１００および圧電アクチュエーター１１０を製造することができる。
【００７５】
図１０（Ａ）に示すように、封止領域９１が形成された封止板９０を圧電素子１００の上方より搭載する。ここで、圧電素子１００は、封止領域９１内に封止されることができる。封止板９０は、例えば、接着剤によって圧電素子１００を封止してもよい。次に、図１０（Ｂ）に示すように、基板１を所定の厚みに薄くし、圧力室１１などを区画する。例えば、所定の厚みを有した基板１に対し、所望の形状にパターニングされるようにマスク（図示せず）を振動板３０が形成された面と反対の面に形成し、エッチング処理することによって、圧力室１１、壁部１２、供給路１３、連通路１４およびリザーバ１５を区画する（図示せず）。以上によって、振動板３０の下方に圧力室１１を有した圧力室板１０を形成することができる。圧力室板１１を形成した後、図１０（Ｃ）に示すように、ノズル孔２１を有したノズル板２０を、例えば接着剤等により所定の位置に接合する。これによって、ノズル孔２１は、圧力室１１と連通する。
【００７６】
以上のいずれかの方法により、液体噴射ヘッド３００を製造することができる。なお、前述の通り、液体噴射ヘッド３００の製造方法は、上述の製造方法に限定されずに、圧力室板１０およびノズル板２０を、電鋳法等を用いて一体形成してもよい。
【００７７】
本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。
【００７８】
本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００の製造方法によれば、第４の導電層７０を形成する工程において、圧電体層５０の第１の部分５６の少なくとも一部が第１の保護膜８０によって覆われているため、圧電体層５０の第１の部分５６に対して第４の導電層７０のエッチング工程において用いられるエッチャントによる化学的ダメージを低減することができる。その結果、圧電体層５０の信頼性を高めることができるため、信頼性の高い圧電素子１００を有した圧電アクチュエーター１１０を製造することができる。
【００７９】
以上によって、本実施形態に係る液体噴射ヘッド３００によれば、高い信頼性を持つ圧電アクチュエーターを有した液体噴射ヘッドを提供することができる。
【００８０】
３． 液体噴射装置
次に、本実施形態に係る液体噴射装置について説明する。本実施形態に係る液体噴射装置は、本発明に係る液体噴射ヘッドを有する。ここでは、本実施形態に係る液体噴射装置１０００がインクジェットプリンターである場合について説明する。図１１は、本実施形態に係る液体噴射装置１０００を模式的に示す斜視図である。
【００８１】
液体噴射装置１０００は、ヘッドユニット１０３０と、駆動部１０１０と、制御部１０６０と、を含む。また、液体噴射装置１０００は、装置本体１０２０と、給紙部１０５０と、記録用紙Ｐを設置するトレイ１０２１と、記録用紙Ｐを排出する排出口１０２２と、装置本体１０２０の上面に配置された操作パネル１０７０と、を含むことができる。
【００８２】
ヘッドユニット１０３０は、例えば、上述した液体噴射ヘッド３００から構成されるインクジェット式記録ヘッド（以下単に「ヘッド」ともいう）を有する。ヘッドユニット１０３０は、さらに、ヘッドにインクを供給するインクカートリッジ１０３１と、ヘッドおよびインクカートリッジ１０３１を搭載した運搬部（キャリッジ）１０３２と、を備える。
【００８３】
駆動部１０１０は、ヘッドユニット１０３０を往復動させることができる。駆動部１０１０は、ヘッドユニット１０３０の駆動源となるキャリッジモータ１０４１と、キャリッジモータ１０４１の回転を受けて、ヘッドユニット１０３０を往復動させる往復動機構１０４２と、を有する。
【００８４】
往復動機構１０４２は、その両端がフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸１０４４と、キャリッジガイド軸１０４４と平行に延在するタイミングベルト１０４３と、を備える。キャリッジガイド軸１０４４は、キャリッジ１０３２が自在に往復動できるようにしながら、キャリッジ１０３２を支持している。さらに、キャリッジ１０３２は、タイミングベルト１０４３の一部に固定されている。キャリッジモータ１０４１の作動により、タイミングベルト１０４３を走行させると、キャリッジガイド軸１０４４に導かれて、ヘッドユニット１０３０が往復動する。この往復動の際に、ヘッドから適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。
【００８５】
制御部１０６０は、ヘッドユニット１０３０、駆動部１０１０および給紙部１０５０を制御することができる。
【００８６】
給紙部１０５０は、記録用紙Ｐをトレイ１０２１からヘッドユニット１０３０側へ送り込むことができる。給紙部１０５０は、その駆動源となる給紙モータ１０５１と、給紙モータ１０５１の作動により回転する給紙ローラ１０５２と、を備える。給紙ローラ１０５２は、記録用紙Ｐの送り経路を挟んで上下に対向する従動ローラ１０５２ａおよび駆動ローラ１０５２ｂを備える。駆動ローラ１０５２ｂは、給紙モータ１０５１に連結されている。制御部１０６０によって供紙部１０５０が駆動されると、記録用紙Ｐは、ヘッドユニット１０３０の下方を通過するように送られる。
【００８７】
ヘッドユニット１０３０、駆動部１０１０、制御部１０６０および給紙部１０５０は、装置本体１０２０の内部に設けられている。
【００８８】
液体噴射装置１０００では、本発明に係る液体噴射ヘッド３００を有することができる。本発明に係る液体噴射ヘッド３００は、上述のように、高い信頼性を持つ圧電アクチュエーターを有することができる。そのため、高い信頼性を有する液体噴射装置１０００を得ることができる。
【００８９】
なお、上述した例では、液体噴射装置１０００がインクジェットプリンターである場合について説明したが、本発明のプリンタは、工業的な液体噴射装置として用いられることもできる。この場合に吐出される液体（液状材料）としては、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整したもの、または、メタルフレーク等を含むものなどを用いることができる。
【００９０】
上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００９１】
１ 基板、１０ 圧力室板、１１ 圧力室、１１ａ 領域、１２ 壁部、１３ 供給路、
１４ 連通路、１５ リザーバ、２０ ノズル板、２１ ノズル孔、３０ 振動板、
３１ 第１の面、３２ 第２の面、３３ 第１領域、３３ａ 第１の辺、
３３ｂ 第２の辺、４０ 第１の導電層、４１ 端部、４２ 第１導電部、
４３ 第２導電層、５０ 圧電体層、５０ａ 保護層、５０ｂ 圧電体層、
５０ｃ 中間チタン層、５１ 上面、５２ 側面、５４ 開口部、５５ 駆動領域、
５５ａ 端部、５５ｂ 端部、６０ 第２の導電層、６０ａ 導電層、６０ｂ 導電層、
６１ 端部、６７ 第３の導電層、７０ 第４の導電層、
８０ 第１の保護膜、８１ 第２の保護膜、９０ 封止板、９１ 封止領域、
１００ 圧電素子、１１０ 圧電アクチュエーター、２００ 第１の方向、
２１０ 第２の方向、３００ 液体噴射ヘッド、１０００ 液体噴射装置、
１０１０ 駆動部、１０２０ 装置本体、１０２１ トレイ、１０２２ 排出口、
１０３０ ヘッドユニット、１０３１ インクカートリッジ、１０３２ キャリッジ、
１０４１ キャリッジモータ、１０４２ 往復動機構、１０４３ タイミングベルト、１０４４ キャリッジガイド軸、１０５０ 給紙部、１０５１ 給紙モータ、
１０５２ 給紙ローラ、１０６０ 制御部、１０７０ 操作パネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するためのノズル孔に連通した圧力室を有する圧力室板と、
前記圧力室板の上方に形成された振動板であって、前記圧力室板と対向した第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面を有し、前記第２の面において、前記圧力室とオーバーラップした第１領域を有する振動板と、
前記第２の面において第１の方向に延びるように形成された第１の導電層であって、前記第１領域内に形成された第１導電部と前記第１領域外に形成された第２導電部を有する第１の導電層と、
前記第１の導電層を覆うように形成された圧電体層と、
前記圧電体層の一部を覆い、かつ、前記第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように形成された第２の導電層と、
前記圧電体層において、前記第２の導電層と離間し、前記第２導電部の上に位置した開口部と、
を有し、
前記圧電体層において、前記第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように形成された、電気的絶縁膜からなる第１の保護膜を含む液体噴射ヘッド。
【請求項２】
液体を噴射するためのノズル孔に連通した複数の圧力室を有する圧力室板と、
前記圧力室板の上方に形成された振動板であって、前記圧力室板と対向した第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面を有し、前記第２の面において、複数の前記圧力室とそれぞれオーバーラップした第１領域を有する振動板と、
前記第２の面において第１の方向に延びるように形成された第１の導電層であって、前記第１領域内に形成された第１導電部と前記第１領域外に形成された第２導電部を有する複数の第１の導電層と、
複数の前記第１の導電層をそれぞれ覆うように形成された圧電体層と、
複数の前記圧電体層の一部を覆い、かつ、複数の前記第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように連続して形成された第２の導電層と、
複数の前記圧電体層において、前記第２の導電層と離間し、前記第２導電部の上にそれぞれ位置した開口部と、
を有し、
前記圧電体層において、前記第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように形成された、電気的絶縁膜からなる第１の保護膜を含む液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１の保護膜は、前記圧電体層の上に形成された前記第２の導電層の少なくとも一部にオーバーラップしている液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項において、
前記圧電体層において、前記第１の導電層と前記第２の導電層とに挟まれた領域を駆動領域としたとき、
前記第２の導電層の上において、前記駆動領域の少なくとも一部とオーバーラップし、かつ、前記第１の保護膜と離間して形成された第２の保護膜を含む液体噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項において、
前記第１の保護膜および前記第２の保護膜は、感光性樹脂である液体噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項において、
前記第１の保護膜および前記第２の保護膜は、酸化アルミニウムである液体噴射ヘッド。
【請求項７】
請求項１から請求項１３のいずれか１項において、
少なくとも前記開口部を覆うように形成された第３の導電層と、
前記第３の導電層と電気的に接続された第４の導電層と、
をさらに含む液体噴射ヘッド。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドを有する、液体噴射装置。
【請求項９】
圧力室を有する圧力室板を形成する工程と、
前記圧力室板の上方に形成される振動板であって、前記圧力室板と対向した第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面を有し、前記第２の面において、前記圧力室とオーバーラップする第１領域を有した振動板を形成する工程と、
前記第２の面において第１の方向に延びる第１の導電層であって、前記第１領域内に形成された第１導電部と前記第１領域外に形成された第２導電部を有する第１の導電層を形成する工程と、
前記第１の導電層を覆うように圧電体層を形成する工程と、
前記圧電体層の一部を覆い、かつ、前記第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように第２の導電層を形成する工程と、
前記圧電体層において、前記第２の導電層に離間し、前記第２導電部の上に位置した開口部を形成する工程と、
前記圧電体層において、前記第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように、電気的絶縁膜からなる第１の保護膜を形成する工程と、
前記開口部内の前記第２導電部と電気的に接続された第４の導電層を形成する工程と、
を含み、
前記第１の保護膜を形成する工程は、前記第４の導電層を形成する工程の前に行われる液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
複数の圧力室を有する圧力室板を形成する工程と、
前記圧力室板の上方に形成される振動板であって、前記圧力室板と対向した第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面を有し、前記第２の面において、複数の前記圧力室とそれぞれオーバーラップする第１領域を有した振動板を形成する工程と、
前記第２の面において第１の方向に延びる第１の導電層であって、前記第１領域内に形成された第１導電部と前記第１領域外に形成された第２導電部を有する複数の第１の導電層を形成する工程と、
複数の前記第１の導電層をそれぞれ覆うように、圧電体層を形成する工程と、
複数の前記圧電体層の一部を覆い、かつ、前記第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように第２の導電層を連続して形成する工程と、
複数の前記圧電体層において、前記第２の導電層に離間し、前記第２導電部の上に位置した開口部をそれぞれ形成する工程と、
前記圧電体層において、前記第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように、電気的絶縁膜からなる第１の保護膜を形成する工程と、
前記開口部内の前記第２導電部と電気的に接続された第４の導電層を形成する工程と、
を含み、
前記第１の保護膜を形成する工程は、前記第４の導電層を形成する工程の前に行われる液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０において、
少なくとも前記開口部を覆うように第３の導電層を形成する工程を更に含み、
前記第４の導電層は、前記第３の導電層を介して前記第２導電部と電気的に接続される液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
請求項９から請求項１１のいずれか１項において、
前記圧電体層において、前記第１の導電層と前記第２の導電層とに挟まれた領域を駆動領域としたとき、
前記第１の保護膜を、前記圧電体層から前記第２の導電層の一部を覆うように形成する工程と、
前記第２の導電層の上において、前記駆動領域の一部とオーバーラップし、かつ、第１の方向において、前記第１の保護膜と離間した第２の保護膜を形成する工程と、
を含む液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１３】
請求項９から請求項１２のいずれか１項において、
前記第１の導電層を形成する工程は、
前記第１領域上に導電層を形成する工程と、
前記導電層の上にエッチング保護膜を形成する工程と、
前記エッチング保護膜を形成した後に前記導電層をエッチングする工程を含み、
前記エッチング保護膜は、前記圧電体層を形成する材料が用いられる液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１４】
請求項９から請求項１３のいずれか１項において、
前記圧電体層を形成する工程は、
少なくとも前記第１の導電膜を覆うようにエッチング処理前の圧電体層を形成する工程と、
エッチング処理前の前記圧電体層の上に導電性を有するマスク層を形成する工程と、
前記マスク層を形成した後に前記圧電体層をエッチングする工程を含み、
前記マスク層は、前記第２の導電層を形成する材料が用いられる液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１】
液体を噴射するためのノズル孔に連通した圧力室を有する圧力室板と、
前記圧力室板の上方に形成された振動板であって、前記圧力室板と対向した第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面を有し、前記第２の面において、前記圧力室とオーバーラップした第１領域を有する振動板と、
前記第２の面において第１の方向に延びるように形成された第１の導電層であって、前記第１領域内に形成された第１導電部と前記第１領域外に形成された第２導電部を有する第１の導電層と、
前記第１の導電層を覆うように形成された圧電体層と、
前記圧電体層の一部を覆い、かつ、前記第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように形成された第２の導電層と、
前記圧電体層において、前記第２の導電層と離間し、前記第２導電部の上に位置した開口部と、
を有し、
前記圧電体層において、前記第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように形成された、電気的絶縁膜からなる第１の保護膜を含む液体噴射ヘッド。
【請求項２】
液体を噴射するためのノズル孔に連通した複数の圧力室を有する圧力室板と、
前記圧力室板の上方に形成された振動板であって、前記圧力室板と対向した第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面を有し、前記第２の面において、複数の前記圧力室とそれぞれオーバーラップした第１領域を有する振動板と、
前記第２の面において第１の方向に延びるように形成された第１の導電層であって、前記第１領域内に形成された第１導電部と前記第１領域外に形成された第２導電部を有する複数の第１の導電層と、
複数の前記第１の導電層をそれぞれ覆うように形成された圧電体層と、
複数の前記圧電体層の一部を覆い、かつ、複数の前記第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように連続して形成された第２の導電層と、
複数の前記圧電体層において、前記第２の導電層と離間し、前記第２導電部の上にそれぞれ位置した開口部と、
を有し、
前記圧電体層において、前記第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように形成された、電気的絶縁膜からなる第１の保護膜を含む液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１の保護膜は、前記圧電体層の上に形成された前記第２の導電層の少なくとも一部にオーバーラップしている液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項において、
前記圧電体層において、前記第１の導電層と前記第２の導電層とに挟まれた領域を駆動領域としたとき、
前記第２の導電層の上において、前記駆動領域の少なくとも一部とオーバーラップし、かつ、前記第１の保護膜と離間して形成された第２の保護膜を含む液体噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項において、
前記第１の保護膜および前記第２の保護膜は、感光性樹脂である液体噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項において、
前記第１の保護膜および前記第２の保護膜は、酸化アルミニウムである液体噴射ヘッド。
【請求項７】
請求項１から請求項１３のいずれか１項において、
少なくとも前記開口部を覆うように形成された第３の導電層と、
前記第３の導電層と電気的に接続された第４の導電層と、
をさらに含む液体噴射ヘッド。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドを有する、液体噴射装置。
【請求項９】
圧力室を有する圧力室板を形成する工程と、
前記圧力室板の上方に形成される振動板であって、前記圧力室板と対向した第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面を有し、前記第２の面において、前記圧力室とオーバーラップする第１領域を有した振動板を形成する工程と、
前記第２の面において第１の方向に延びる第１の導電層であって、前記第１領域内に形成された第１導電部と前記第１領域外に形成された第２導電部を有する第１の導電層を形成する工程と、
前記第１の導電層を覆うように圧電体層を形成する工程と、
前記圧電体層の一部を覆い、かつ、前記第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように第２の導電層を形成する工程と、
前記圧電体層において、前記第２の導電層に離間し、前記第２導電部の上に位置した開口部を形成する工程と、
前記圧電体層において、前記第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように、電気的絶縁膜からなる第１の保護膜を形成する工程と、
前記開口部内の前記第２導電部と電気的に接続された第４の導電層を形成する工程と、
を含み、
前記第１の保護膜を形成する工程は、前記第４の導電層を形成する工程の前に行われる液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
複数の圧力室を有する圧力室板を形成する工程と、
前記圧力室板の上方に形成される振動板であって、前記圧力室板と対向した第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面を有し、前記第２の面において、複数の前記圧力室とそれぞれオーバーラップする第１領域を有した振動板を形成する工程と、
前記第２の面において第１の方向に延びる第１の導電層であって、前記第１領域内に形成された第１導電部と前記第１領域外に形成された第２導電部を有する複数の第１の導電層を形成する工程と、
複数の前記第１の導電層をそれぞれ覆うように、圧電体層を形成する工程と、
複数の前記圧電体層の一部を覆い、かつ、前記第１導電部の少なくとも一部とオーバーラップするように第２の導電層を連続して形成する工程と、
複数の前記圧電体層において、前記第２の導電層に離間し、前記第２導電部の上に位置した開口部をそれぞれ形成する工程と、
前記圧電体層において、前記第２の導電層が上方に形成されていない部分の少なくとも一部を覆うように、電気的絶縁膜からなる第１の保護膜を形成する工程と、
前記開口部内の前記第２導電部と電気的に接続された第４の導電層を形成する工程と、
を含み、
前記第１の保護膜を形成する工程は、前記第４の導電層を形成する工程の前に行われる液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０において、
少なくとも前記開口部を覆うように第３の導電層を形成する工程を更に含み、
前記第４の導電層は、前記第３の導電層を介して前記第２導電部と電気的に接続される液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
請求項９から請求項１１のいずれか１項において、
前記圧電体層において、前記第１の導電層と前記第２の導電層とに挟まれた領域を駆動領域としたとき、
前記第１の保護膜を、前記圧電体層から前記第２の導電層の一部を覆うように形成する工程と、
前記第２の導電層の上において、前記駆動領域の一部とオーバーラップし、かつ、第１の方向において、前記第１の保護膜と離間した第２の保護膜を形成する工程と、
を含む液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１３】
請求項９から請求項１２のいずれか１項において、
前記第１の導電層を形成する工程は、
前記第１領域上に導電層を形成する工程と、
前記導電層の上にエッチング保護膜を形成する工程と、
前記エッチング保護膜を形成した後に前記導電層をエッチングする工程を含み、
前記エッチング保護膜は、前記圧電体層を形成する材料が用いられる液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１４】
請求項９から請求項１３のいずれか１項において、
前記圧電体層を形成する工程は、
少なくとも前記第１の導電膜を覆うようにエッチング処理前の圧電体層を形成する工程と、
エッチング処理前の前記圧電体層の上に導電性を有するマスク層を形成する工程と、
前記マスク層を形成した後に前記圧電体層をエッチングする工程を含み、
前記マスク層は、前記第２の導電層を形成する材料が用いられる液体噴射ヘッドの製造方法。
【図１】
【図２（Ａ）】
【図２（Ｂ）】
【図２（Ｃ）】
【図２（Ｄ）】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２（Ａ）】
【図２（Ｂ）】
【図２（Ｃ）】
【図２（Ｄ）】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２０８１３６（Ｐ２０１０−２０８１３６Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５６５１８（Ｐ２００９−５６５１８）
【出願日】平成２１年３月１０日（２００９．３．１０）
【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２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１０日（２００９．３．１０）
【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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