液滴吐出ヘッド及び画像形成装置
【課題】共通電極及び共通電極配線の低抵抗化と共通電極の剥離発生の抑制とを両立することで液滴吐出の均一性を向上することができる。
【解決手段】第１の共通電極配線５１４及び第２の共通電極配線５１８が複数の共通電極コンタクトホール５２０を介して共通電極５１２に接続されている。これらの共通電極コンタクトホール５２０のうち、第２の共通電極配線５１８が積層された部分の第１の共通電極配線５１４と共通電極５１２との間には共通電極コンタクトホール５２０を設けない。
【解決手段】第１の共通電極配線５１４及び第２の共通電極配線５１８が複数の共通電極コンタクトホール５２０を介して共通電極５１２に接続されている。これらの共通電極コンタクトホール５２０のうち、第２の共通電極配線５１８が積層された部分の第１の共通電極配線５１４と共通電極５１２との間には共通電極コンタクトホール５２０を設けない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個別液室に圧力変動を発生させ、個別液室に形成されたノズルから液体を吐出させる液滴吐出ヘッド及び液滴吐出ヘッドを搭載する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プリンタ、ファックス、複写機、プロッタ、或いはこれらの内の複数の機能を複合した画像形成装置としては、例えばインクの液滴を吐出する液体吐出ヘッドを備え、媒体を搬送しながらインク滴を媒体に付着させて画像形成を行うインクジェット記録装置がある。ここでの媒体は「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。また、画像形成装置は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。そして、画像形成とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与する（単に液滴を吐出する）ことも意味する。また、インクとは、所謂インクに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる液体の総称として用いる。
【０００３】
上記インクジェット記録装置に搭載されるインクジェットヘッド（以下記録ヘッドという）は、インク滴を吐出するノズルに連通する個別液室と、該個別液室内の圧力変化を発生させる圧力発生手段とを含んで構成されている。そして、圧力発生手段の方式は複数のものが実用化、製品化されている。例としては、個別液室内にヒータを設置することで液体を気化させて圧力変動を利用するサーマルインクジェット方式、個別液室にアクチュエータを設置して個別液室内の圧力を変化させる方式が挙げられる。このうちアクチュエータを用いる方式は、アクチュエータの種類により圧電素子方式、静電方式などが例として挙げられる。このアクチュエータを用いた方式の中で圧電素子方式は、圧電素子を用い個別液室の一部を構成している振動板を変形変位させることでノズルからインク滴を吐出させる。圧電素子は、共通電極、圧電体及び個別電極が積層したものからなる。この圧電素子方式では、幅広い物性のインクに対応可能である反面、液室配列の高密度化や記録ヘッドの小型化も要求されている。これらの要求は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）プロセスを用いることで達成することができる。具体的には、ＭＥＭＳプロセスの一つである薄膜形成プロセスを用いて、個別液室の一部を構成する振動板に、共通電極、圧電体及び個別電極等を積層したユニモルフ型の圧電アクチュエータ部を設ける。そして、ＭＥＭＳプロセスの一つである半導体デバイス製造プロセス(以下薄膜プロセスという)を用いて、個別の圧電素子の共通電極と個別電極の各電極からの配線をパターニングする。これらにより、液室配列の高密度化及び記録ヘッドの小型化を達成することができる。
【０００４】
このように高密度化及び小型化を図ることで１ヘッドあたりのノズル配列数や密度を高め、１走査あたりの吐出ドット数量を多くすることができ、印字速度を高めることができる。そして、１ヘッドあたりのノズル配列数が増え、圧電素子数も増加する。このような配列数の多い記録ヘッドの場合、高密度化したため、共通電極に電気的に接続した共通電極配線を圧電素子の配列方向のヘッド両端部から引き出す方式が一般的となっている。そして、ヘッド両端部から引き出された各共通電極配線は、圧電素子の個別電極と共通電極との間に印加された駆動電圧を所定の電位差とするために、例えば接地されている。このような共通電極配線の抵抗が高いと、圧電素子の配列方向でヘッド両端部から中央部に向かって共通電極配線による電圧降下が大きくなっていく。そして、中央部の圧電素子では、共通電極配線による電圧降下が大きいので、所定の駆動電圧の電圧値より低い電圧値となる。このため、記録ヘッドの圧電素子の配列方向における中央部に近いノズルに対応する圧電素子には十分な駆動電圧が印加されず、その圧電体の変形変位量が不安定となって液滴吐出の均一性が悪化する。
【０００５】
一方、上記薄膜プロセスを用いて共通電極配線を成膜する場合は、金属や合金をスパッタリング法、ＣＶＤ法等で成膜するため、厚膜形成することが困難となる。具体的には、５［μｍ］以上の膜厚とすることが困難であり、一般的には膜応力、製造効率（プロセス時間）の観点から１［μｍ］以下の膜厚とすることが必要とされている。このため、上記薄膜プロセスを用いた場合で共通電極配線の抵抗を下げるためには、共通電極配線の断面積を大きくすることが必要となる。その結果、共通電極配線が幅広となってヘッドサイズが大きくなり、１ウェハあたりのチップ取得数が減少しコストアップの要因となることが課題となっている。このため、上記薄膜プロセスを用いた上での共通電極配線の抵抗を低くする方法が要求される。
【０００６】
この薄膜プロセスを用い共通電極配線の低抵抗化を図る液滴吐出ヘッドとして、特許文献１に記載のものが知られている。この特許文献１の液滴吐出ヘッドは、液体を吐出する複数のノズルを有するノズル板と、このノズル板に積層され各ノズルにそれぞれ連通する複数の個別液室を形成する液室基板とを備えている。そして、個別液室の一部の内壁には振動板が形成されている。この振動板には、各個別液室内をそれぞれ昇圧する複数の圧電体と、この圧電体を挟持するように設けられた共通電極及び個別電極とを有する圧電アクチュエータ部が設けられている。この圧電アクチュエータ部の共通電極と個別電極との間には、駆動電圧印加手段によって駆動電圧が印加される。そして、共通電極には抵抗率の低いＰｔが用いられている。そして、絶縁層を介して共通電極上にＰｔとは異なる材料の第１の共通電極配線が配置され、絶縁層に開けられた共通電極用のコンタクトホールを介して第１の共通電極配線は共通電極と電気的に接続している。この第１の共通電極配線は圧電素子上から引き出す個別電極配線と同一層で構成されるために厚膜化できない。そこで、上記特許文献１の液滴吐出ヘッドでは、第１の共通電極配線上に別の配線である第２の共通電極配線を積層している。これにより、第１の共通電極配線と第２の共通電極配線との総断面積を大きくし、共通電極配線の大幅な低抵抗化を図っている。
【０００７】
そして、第１の共通電極配線の上に第２の共通電極配線を積層すると、その積層プロセス中の温度変化によって第１の共通電極配線と共通電極が収縮する。このときの第１の共通電極配線及び共通電極の各収縮率が異なっているので、第１の共通電極配線及び共通電極の各層の内部に応力が発生し、コンタクトホールでの第１の共通電極配線と共通電極との界面で剥離が発生する虞がある。そこで、上記特許文献１の液滴吐出ヘッドでは、第１、第２の共通電極配線の長手方向の複数の箇所にコンタクトホールを設け、各コンタクトホールでの共通電極と第１の共通電極配線との接触面積を小さく抑えている。これにより、第１の共通電極配線及び共通電極の各層の内部に発生していた応力を抑制し、各コンタクトホールでの第１の共通電極配線と共通電極との界面での剥離の発生を防止している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１１は本出願人が開発中の記録ヘッドの一部構成の平面図であり、図１２は図１１のＡ−Ａ’線断面図である。本出願人が開発中の記録ヘッド５００では、上記特許文献１の第１の共通電極配線に相当する第１の共通電極配線５１４が共通電極５１２上に圧電体５１６の配列方向で積層されている。そして、この第１の共通電極配線５１４の一部の上には、上記特許文献１の第２の共通電極配線に相当する第２の共通電極配線５１８が積層されている。第１の共通電極配線５１４の短手方向の配線幅は、第２の共通電極配線５１８の短手方向の配線幅より広い。そして、第１の共通電極配線５１４の短手方向の複数の箇所にコンタクトホール５２０が設けられている。これにより、この開発中の記録ヘッドでも、共通電極配線全体の抵抗を低減している。
【０００９】
そして、この開発中の記録ヘッド５００は、ノズルプレート５０３、流路基板５０２、振動板５０１、共通電極５１２、圧電体５１６、個別電極５１１、保持基板５０４、共通液室基板５０５をこの順で接合している。このように各板状部材を接合することで、ノズル５１０に連通する個別液室５０９、個別液室５０９、インク供給口５０７、共通液室５０６を形成している。そして、個別液室５０９の振動板５０１に形成され、圧電体５１６、個別電極５１１及び共通電極５１２で構成される圧電素子を駆動することで生じる圧力で、個別液室５０９に連通するノズル５１０からインクを吐出する。圧電素子の駆動は個別電極５１１、共通電極５１２からそれぞれ個別電極配線５１３、第１の共通電極配線５１４を用いて引き出された先で、駆動ＩＣ５１５と接続されて行われる。
【００１０】
第２の共通電極配線５１８は、図１２に示すように、第１の共通電極配線５１４の上方に設けられている保持基板５０４の凹部５２３の空洞に設置されている。この保持基板５０４の凹部５２３の空間は上方に向かって狭くなる構造となっている。つまり、保持基板５０４のノズルの配列方向に直交する方向での中央部の空間の高さが両側の高さより高くしてある。このため、第２の共通電極配線５１８を第１の共通電極配線５１４上に例えば１０［μｍ］の厚い膜厚で積層するので、保持基板５０４の壁面に接しないようにするために上記空洞の高さが高くなっている第１の共通電極配線５１４の短手方向の中央部に第２の共通電極配線５１８をノズル配列方向に延伸させて積層している。
【００１１】
このような構成を有する開発中の記録ヘッドでは、積層プロセス中の温度変化によって発生する応力が、第２の共通電極配線５１８を積層した第１の共通電極配線５１４の部分に設けたコンタクトホール（以下第１のコンタクトホールという）５２０での第１の共通電極配線５１４の内部に、集中的に発生していることがわかった。そして、この第１のコンタクトホール５２０が設けられているので、上記応力が第２の共通電極配線５１８を積層していない第１の共通電極配線５１４の部分に設けたコンタクトホール（以下第２のコンタクトホールという）５２０に及ぼすことを防いでいる。このため、第２のコンタクトホール５２０での第１の共通電極配線５１４の内部に発生する上記応力は小さくなっている。ところが、第１のコンタクトホール５２０での第１の共通電極配線５１４と共通電極５１２との界面で剥離が一旦生じてしまうと、上記応力が第２のコンタクトホール５２０に一気に伝搬する。その応力の一気の伝搬による衝撃で、第２のコンタクトホール５２０における第１の共通電極配線５１４と共通電極５１２との界面での剥離が生じやすくなっていることもわかった。
【００１２】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、共通電極配線の低抵抗化と、共通電極と共通電極配線との界面での剥離発生の抑制とを両立することで液滴吐出の均一性を向上することができる液滴吐出ヘッド及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、液体を吐出する複数のノズルを有するノズル板と、該ノズル板に積層され前記各ノズルにそれぞれ連通する複数の個別液室を形成する液室基板と、前記個別液室の一部を構成する振動板を介して前記各個別液室内をそれぞれ昇圧する複数の圧電体、該圧電体を挟持するように設けられた共通電極及び個別電極を有する圧電アクチュエータ部と、前記共通電極と前記個別電極との間に駆動電圧を印加する駆動電圧印加手段と、前記共通電極と前記駆動電圧印加手段との間を電気的に接続させる第１の共通電極配線と、該第１の共通電極配線上に積層した第２の共通電極配線とを備え、前記第２の共通電極配線が積層された前記第１の共通電極配線を含む前記第１の共通電極配線が複数のコンタクトホールを介して前記共通電極に接続され、前記駆動電圧印加手段によって前記駆動電圧を前記共通電極と前記個別電極との間に駆動電圧を印加することにより前記圧電体が変形変位して前記振動板を変形変位させ、前記個別液室内の圧力が変化することで前記ノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドにおいて、前記第２の共通電極配線を前記第１の共通電極配線の一部の上に積層し、前記コンタクトホールは、前記第２の共通電極配線が積層された前記第１の共通電極配線と前記共通電極との間には設けないことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明においては、第１の共通電極配線の上に第２の共通電極配線を積層するので、上記特許文献１の液滴吐出ヘッドと同様に共通電極配線の低抵抗化を図ることができる。
そして、積層プロセスを行ったことで積層プロセス中の温度変化によって第１の共通電極配線と共通電極の各収縮率の違いによって発生する応力が集中的に発生していた、第２の共通電極配線を積層した第１の共通電極配線の部分に設けたコンタクトホールを設けていない。このため、上記応力は、各コンタクトホールでの第１の共通電極配線の内部に平均的に分散される。これにより、この各コンタクトホールに平均的に分散された応力は、上記特許文献１のような第２の共通電極配線を積層した第１の共通電極配線の部分に設けたコンタクトホールでの第１の共通電極配線の内部に集中的に発生していた応力よりも小さい。よって、各コンタクトホールでの共通電極と第１の共通電極配線との界面での剥離を抑制できる。これにより、共通電極配線の低抵抗化と、共通電極と共通電極配線との界面での剥離発生の抑制とを両立することで液滴吐出の均一性を向上することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、共通電極配線の低抵抗化と、共通電極と共通電極配線との界面での剥離発生の抑制とを両立することで液滴吐出の均一性を向上することができるという特有な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本インクジェット記録装置の機構部の全体構成を説明する概略図である。
【図２】本インクジェット記録装置の機構部の要部平面図である。
【図３】本インクジェット記録装置の別の機構部全体の概略構成図である。
【図４】本インクジェット記録装置の記録ヘッドの一部の構成を示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ’線断面図である。
【図６】個室液室のノズル配列方向の断面図である。
【図７】インク供給路のノズル配列方向の断面図である。
【図８】本インクジェット記録装置の記録ヘッドの変形例の構成を示す平面図である。
【図９】図６のＡ−Ａ’線断面図である。
【図１０】本インクジェット記録装置の記録ヘッドの別の変形例の構成を示す平面図である。
【図１１】開発中の記録ヘッドの一部構成の平面図である。
【図１２】図１１のＡ−Ａ’線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドを備える画像形成装置の一例としてのインクジェット記録装置の構成例について説明する。
図１は本インクジェット記録装置の機構部の全体構成を説明する概略図であり、図２は機構部の要部平面図である。
このインクジェット記録装置はシリアル型のインクジェット記録装置であり、左右の側板２２１Ａ、２２１Ｂに横架したガイド部材である主ガイドロッド２３１、従ガイドロッド２３２でキャリッジ２３３を主走査方向に摺動自在に保持する。そして、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して図２中の矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。このキャリッジ２３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための液体吐出ヘッドのユニットが装着されている。この液滴吐出ヘッドのユニットは、記録ヘッド２３４を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けている。記録ヘッド２３４は、それぞれ２つのノズル列を有する液体吐出ヘッド２３４ａ、２３４ｂを１つのベース部材に取り付けて構成している。そして、一方のヘッド２３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、他方のヘッド２３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。ここでは２ヘッド構成で４色の液滴を吐出する構成としているが、各色毎の液体吐出ヘッドを備えることもできる。また、キャリッジ２３３には、記録ヘッド２３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのサブタンク２３５ａ、２３５ｂ（区別しないときは「サブタンク２３５」という。）を搭載している。このサブタンク２３５には各色の供給チューブ２３６を介して、供給ユニット２２４によって各色のインクカートリッジ２１０から各色のインクが補充供給される。
【００１８】
一方、給紙トレイ２０２の用紙積載部（圧板）２４１上に積載した用紙２４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部２４１から用紙２４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）２４３及び給紙コロ２４３に対向している。そして、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド２４４を備え、この分離パッド２４４は給紙コロ２４３側に付勢されている。この給紙部から給紙された用紙２４２が記録ヘッド２３４の下方側に送り込まれる。このために、用紙２４２を案内するガイド部材２４５と、カウンタローラ２４６と、搬送ガイド部材２４７と、先端加圧コロ２４９を有する押さえ部材２４８とが備わっている。また、給送された用紙２４２を静電吸着して記録ヘッド２３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト２５１を備えている。この搬送ベルト２５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２５２とテンションローラ２５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。
【００１９】
また、この搬送ベルト２５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ２５６を備えている。この帯電ローラ２５６は、搬送ベルト２５１の表層に接触し、搬送ベルト２５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト２５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ２５２が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。さらに、記録ヘッド２３４で記録された用紙２４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２５１から用紙２４２を分離するための分離爪２６１と、排紙ローラ２６２及び排紙コロ２６３とを備えている。そして、排紙ローラ２６２の下方には排紙トレイ２０３が備わっている。
【００２０】
また、装置本体の背面部には両面ユニット２７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット２７１は搬送ベルト２５１の逆方向回転で戻される用紙２４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２４６と搬送ベルト２５１との間に給紙する。また、この両面ユニット２７１の上面は手差しトレイ２７２としている。さらに、キャリッジ２３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド２３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構２８１を配置している。この維持回復機構２８１には、記録ヘッド２３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）２８２ａ、２８２ｂ（区別しないときは「キャップ２８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード２８３と、増粘したインクを排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け２８４などを備えている。
【００２１】
また、キャリッジ２３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘したインクを排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け２８８を配置している。そして、この空吐出受け２８８には記録ヘッド２３４のノズル列方向に沿った開口部２８９などを備えている。このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ２０２から用紙２４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙２４２はガイド２４５で案内される。そして、搬送ベルト２５１とカウンタローラ２４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２３７で案内されて先端加圧コロ２４９で搬送ベルト２５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。このとき、帯電ローラ２５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加される。この場合、搬送ベルト２５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト２５１上に用紙２４２が給送されると、用紙２４２が搬送ベルト２５１に吸着され、搬送ベルト２５１の周回移動によって用紙２４２が副走査方向に搬送される。そこで、キャリッジ２３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド２３４を駆動することにより、停止している用紙２４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙２４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙２４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙２４２を排紙トレイ２０３に排紙する。このように、この画像形成装置では本発明に係る液体吐出ヘッドを記録ヘッドとして備えているので、信頼性の高い安定した滴吐出を行うことができて、高速で、かつ高画質な画像を形成することができる。
【００２２】
次に、本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドを備える画像形成装置の一例としてのインクジェット記録装置の他の構成例について説明する。図３は本インクジェット記録装置の別の機構部全体の概略構成図である。このインクジェット記録装置はライン型のインクジェット記録装置であり、装置本体４０１の内部に画像形成部４０２等を有し、装置本体４０１の下方側に多数枚の記録媒体（用紙）４０３を積載可能な給紙トレイ４０４を備えている。この給紙トレイ４０４から給紙される用紙４０３を取り込み、搬送機構４０５によって用紙４０３を搬送しながら画像形成部４０２によって所要の画像を記録する。その後、装置本体４０１の側方に装着された排紙トレイ４０６に用紙４０３を排紙する。また、装置本体４０１に対して着脱可能な両面ユニット４０７を備えている。両面印刷を行うときには、一面（表面）印刷終了後、搬送機構４０５によって用紙４０３を逆方向に搬送しながら両面ユニット４０７内に取り込む。そして、反転させて他面（裏面）を印刷可能面として再度搬送機構４０５に送り込み、他面（裏面）印刷終了後排紙トレイ４０６に用紙４０３を排紙する。ここで、画像形成部４０２は、例えばブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色の液滴を吐出する、フルライン型の４個の本発明に係る液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッド４１１ｋ、４１１ｃ、４１１ｍ、４１１ｙ（色を区別しないときには「記録ヘッド４１１」という。）を備え、各記録ヘッド４１１は液滴を吐出するノズルを形成したノズル面を下方に向けてヘッドホルダ４１３に装着している。
【００２３】
また、各記録ヘッド４１１に対応して記録ヘッドの性能を維持回復するための維持回復機構４１２ｋ、４１２ｃ、４１２ｍ、４１２ｙ（色を区別しないときには「維持回復機構４１２」という。）を備えている。パージ処理、ワイピング処理などのヘッドの性能維持動作時には、記録ヘッド４１１と維持回復機構４１２とを相対的に移動させて、記録ヘッド４１１のノズル面に維持回復機構４１２を構成するキャッピング部材などを対向させる。ここでは、記録ヘッド４１１は、用紙搬送方向上流側から、ブランク、シアン、マゼンタ、イエローの順に各色の液滴を吐出する配置としているが、配置及び色数はこれに限るものではない。
【００２４】
更に、ライン型記録ヘッドとしては、各色の液滴を吐出する複数のノズル列を所定間隔で設けた１又は複数の記録ヘッドを用いることもできる。また、記録ヘッドとこの記録ヘッドにインクを供給する記録液カートリッジを一体とすることも別体とすることもできる。給紙トレイ４０４の用紙４０３は、給紙コロ（半月コロ）４２１と図示しない分離パッドによって１枚ずつ分離され装置本体４０１内に給紙される。そして、搬送ガイド部材４２３のガイド面４２３ａに沿ってレジストローラ４２５と搬送ベルト４３３との間に送り込まれ、所定のタイミングでガイド部材４２６を介して搬送機構４０５の搬送ベルト４３３に送り込まれる。
【００２５】
また、搬送ガイド部材４２３には両面ユニット４０７から送り出される用紙４０３を案内するガイド面４２３ｂも形成されている。更に、両面印刷時に搬送機構４０５から戻される用紙４０３を両面ユニット４０７に案内するガイド部材４２７も配置している。搬送機構４０５は、搬送ベルト４３３、帯電ローラ４３４、プランテン部材４３５及び押さえコロ４３６を有している。そして、搬送ベルト４３３は、駆動ローラである搬送ローラ４３１と従動ローラ４３２との間に掛け渡した無端状の搬送ベルトである。帯電ローラ４３４は、搬送ベルト４３３を帯電させるための帯電ローラである。プラテン部材４３５は、画像形成部４０２に対向する部分で搬送ベルト４３３の平面性を維持する部材である。押さえコロ４３６は、搬送ベルト４３３から送り出す用紙４０３を搬送ローラ４３１側に押し付けている。その他図示しないが、搬送ベルト４３３に付着したインクを除去するためのクリーニング手段である多孔質体などからなるクリーニングローラなども有している。この搬送機構４０５の下流側には、画像が記録された用紙４０３を排紙トレイ４０６に送り出すための排紙ローラ４３８及び拍車４３９を備えている。
【００２６】
このように構成した画像形成装置において、搬送ベルト４３３は矢示方向に周回移動し、高電位の印加電圧が印加される帯電ローラ４３４と接触することで帯電される。そして、この高電位に帯電した搬送ベルト４３３上に用紙４０３が給送されると、用紙４０３は搬送ベルト４３３に静電的に吸着される。このようにして、搬送ベルト４３３に強力に吸着した用紙４０３は反りや凹凸が校正され、高度に平らな面が形成される。そして、搬送ベルト４３３を周回させて用紙４０３を移動させ、記録ヘッド４１１から液滴を吐出する。これにより、用紙４０３上に所要の画像が形成され、画像が記録された用紙４０３は排紙ローラ４３８によって排紙トレイ４０６に排紙される。
【００２７】
このように、このインクジェット記録装置においては、後述するように共通電極の低抵抗化及び層間剥離の抑制により、液滴吐出の均一性を向上させることが可能となる。上記実施形態では本発明に係る液滴吐出ヘッドをインクジェットヘッドに適用したが、インク以外の液体の滴、例えばパターニング用の液体レジストを吐出する液滴吐出ヘッド、遺伝子分析試料を吐出する液滴吐出ヘッドなどにも適用することできる。
【００２８】
次に、本実施形態の液滴吐出ヘッドの構成について説明する。図４は本インクジェット記録装置の記録ヘッドの一部の構成を示す平面図、図５は図４のＡ−Ａ’線断面図である。図６は個室液室のノズル配列方向の断面図である。図７はインク供給路のノズル配列方向の断面図である。液滴吐出ヘッドとしての記録ヘッド５００は、振動板５０１の下面に流路基板５０２を接合し、さらに流路基板５０２の下面にノズルプレート５０３を接合する。そして、振動板５０１や流路基板５０２の上部に、保持基板５０４や共通液室基板５０５を積層して、インク流路を形成する。そして、図示していないインクタンクからのインクが当該インクタンクと連通する共通液室(保持基板５０４、共通液室基板５０５)５０６を介して流路基板５０２に開口するインク供給口５０７、インク供給路５０８、個別液室５０９に供給される。個別液室５０９の振動板５０１に形成され、圧電体５１６、個別電極５１１及び共通電極５１２で構成される圧電素子を駆動することで生じる圧力で、個別液室５０９に連通するノズル５１０からインクを吐出する。圧電素子の駆動は個別電極５１１、共通電極５１２からそれぞれ個別電極配線５１３、第１の共通電極配線５１４を用いて引き出された先で、駆動ＩＣ５１５と接続されて行われる。
【００２９】
そして、ノズルプレート５０３はインク吐出用のノズル５１０が配列している基板であり、材料は必要な剛性や加工性から任意のものを用いることができる。例としてはＳＵＳ、ニッケル等の金属または合金やシリコン、セラミックス等の無機材料、ポリイミド等の樹脂材料を挙げることができる。ノズルの加工方法は材料の特性と要求される精度、加工性から任意のものを選ぶことができ、電鋳めっき法、エッチング法、プレス加工法、レーザ加工法等、フォトリソグラフィ法等を例示できる。ノズルの開口径、配列数、配列密度は、インクヘッドに要求される仕様に合わせて最適な組み合わせを設定することができる。
【００３０】
また、流路基板５０２には、インク供給口５０７、インク供給路５０８、個別液室５０９が形成される。基板材料は加工性、物性から任意のものを用いることができるが、３００［ｄｐｉ］(約８５［μｍ］ピッチ)以上ではフォトリソグラフィ法を用いることができるシリコン基板を用いることが好ましい。液室の加工は任意のものを用いることができるが、前述のフォトリソグラフィ法を用いる場合は、ウェットエッチング法、ドライエッチング法のいずれかを用いることができる。いずれの手法でも振動板の液室側を二酸化シリコン膜等とすることで、エッチストップ層とできるため、液室高さを高精度に制御することができる。個別液室５０９はインクに圧力を加え、ノズル５１０から液滴を吐出させる機能を有する。個別液室５０９の上部には振動板５０１が形成され、振動板５０１の上には共通電極５１２、圧電体５１６、個別電極５１１が積層された圧電素子が形成される。振動板５０１は任意のものを用いることができるが、シリコンや窒化物、酸化物、炭化物等の剛性の高い材料とすることが好ましい。また、これらの材料の積層構造としても良い。積層膜とする場合は、それぞれの材料の内部応力を考慮し、残留応力が少ない構成とすることが好ましい。例えばＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の積層の場合は、引っ張り応力となるＳｉ３Ｎ４と圧縮応力となるＳｉＯ２を交互に積層し、応力緩和する構成が例として挙げられる。振動板５０１の厚さは、所望の特性に応じて選択できるが、概ね０．５［μｍ］〜１０［μｍ］の範囲が好ましく、さらに好ましくは１．０〜５．０［μｍ］の範囲である。振動板が薄すぎる場合はクラック等により振動板が破損しやすくなり、厚すぎる場合は変位量が小さくなり吐出効率が低下してしまう。また、薄すぎる場合は、振動板の固有振動数が低下し、駆動周波数が高められない課題がある。
【００３１】
また、共通電極５１２、個別電極５１１は導電性のある任意の材料を用いることができる。例としては金属、合金、導電性化合物が挙げられる。これらの材料の単層膜でも積層膜でも良い。更に、圧電体５１６と反応したり、拡散したりしない材料を選定する必要があるため、安定性の高い材料を選定する必要がある。また、必要に応じて圧電体５１６、振動板５０１との密着性を考慮し、密着層を形成しても良い。電極材料の例としては、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｉｒ酸化物、Ｐｄ、Ｐｄ酸化物等が安定性の高い材料として挙げられる。また、振動板５０１との密着層としては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ等が例示できる。圧電体材料は圧電性を示す強誘電体材料を用いることができる。例としては、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムが一般的に用いられる。圧電体の成膜方法は任意の手法を用いることができ、例としてはスパッタリング法，ゾルゲル法が挙げられ、成膜温度の低さからゾルゲル法が好ましい。上部電極、圧電体は個別液室ごとにパターニングする必要がある。パターニングは通常のフォトリソグラフィ法を用いることができる。また、圧電体の成膜をゾルゲル法にて行う場合は、スピンコーティング法や印刷法を用いることもできる。上記の圧電体５１６、個別電極５１１及び共通電極５１２から構成される圧電素子は、個別液室５０９の上部に形成される必要がある。個別液室５０９を区画する隔壁上に形成した場合、隔壁が振動板の変形を阻害してしまうため、吐出効率の低下や応力集中による圧電素子の破損等の原因となる。
【００３２】
また、流路基板５０２には個別液室５０９に連通してインク供給路５０８が形成される。インク供給路５０８は、共通液室５０６から個別液室５０９にインクを供給する機能を有する。更には、インク供給路５０８は、圧電素子を駆動することにより個別液室５０９に発生する圧力によってインクの逆流を防止しノズルから吐出させる流体抵抗部としての機能を有している。そのため、個別液室５０９のインク流動方向の断面積を小さくし、流体抵抗を高くする必要がある。本インク供給路の高さは個別液室５０９と略同一とすることが必要である。流路基板５０２にシリコンを用い、個別液室５０９とインク供給路５０８をフォトリソグラフィ法（＋エッチング）を用いて形成した場合、個別液室５０９と同一の条件で加工できるメリットがある。インク供給路５０８の高さを個別液室５０９より低くすることで流体抵抗が高められる。この流体抵抗を高めるためには、個別液室のオーバーエッチング量を時間管理で制御する必要があるので、エッチングレートのばらつきにより、流体抵抗を均一にすることができない。その結果、吐出均一性が悪化する。一方、インク供給路５０８を個別液室５０９の高さと同一とした場合、インク供給路５０８の上部は圧電素子の無い振動板となるため、コンプライアンス成分となり吐出効率を低下させてしまう。
【００３３】
更に、インク供給路５０８は前述の通り、高さを個別液室５０９と略同一とするため、流体抵抗を高めるにはインク供給路５０８の幅を狭くする必要がある。インク供給路５０８の幅を狭くした場合、その断面形状(特に振動板近傍)は不安定になりやすい。そのため、インク供給路上の振動板コンプライアンス値がばらつく傾向にある。そこで、インク供給路上に積層膜を形成することで剛性を高め、コンプライアンス値およびそのばらつきを低減することで吐出ばらつきを低減している。インク供給路上の積層膜については、後述の共通電極配線の構成にて記載する。インク供給路５０８は振動板５０１が開口するインク供給路５０８を通じて共通液室５０６に連通する。
【００３４】
個別液室５０９はノズル配列方向に隔壁を介して配列させることでインクジェットヘッドとしている。図４に示すように個別液室５０９は隔壁５２７により区画されており、それぞれに圧電素子が形成される。個別液室５０９の高さはヘッド特性から任意に設定できるが、２０〜１００［μｍ］の範囲とすることが好ましい。また、個別液室間の隔壁５２７は配列密度に合わせて任意に設定することが可能であるが、隔壁幅は１０〜３０［μｍ］とすることが好ましい。また、隔壁幅が狭い場合は隣接する個別液室の圧電素子を駆動した場合に隣接液室間の相互干渉が発生し、吐出ばらつきが大きくなる。隔壁幅を狭くする場合は、液室高さを低くすることで対応する。
【００３５】
そして、配列した圧電素子に駆動信号を入力するために、個別電極５１１から個別電極配線５１３を引き出し、共通電極５１２から第１の共通電極配線５１４を引き出す構成をとる。配列する個別電極５１１から個別電極配線５１３を介して個別電極パッド５１７まで引き出される。共通電極５１２は個別電極パッド５１７と反対側のインク供給口手前のインク供給路上にまで延伸され、共通電極５１２と導通する第１の共通電極配線５１４を介して共通電極配線５１８まで引き出される。共通電極５１２と第１の共通電極配線５１４との間には絶縁膜５１９が形成され、絶縁膜５１９に開けられたコンタクトホール５２０を介して電気的に接続されている。そして、個別電極配線５１３は個別電極パッド５１７に、第１の共通電極配線５１４は共通電極パッド５２５に引き出され、保持基板５０４の開口部を介して、駆動ＩＣ５１５に接続される。さらに、インク供給路上の第１の共通電極配線５１４と導通する共通電極配線５１８を積層することで共通電極配線全体の電気抵抗を低減する。
【００３６】
そして、個別電極配線５１３と第１の共通電極配線５１４は同一材料、同一工程で形成することが好ましい。電極材料としては、抵抗値の低い金属、合金、導電性材料を用いることができる。また、個別電極５１１、共通電極５１２とコンタクト抵抗の低い材料を用いることが必要である。例としては、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｃｒなどが例示でき、コンタクト抵抗を低減するために、これらの材料の積層構造としても良い。コンタクト抵抗を下げる材料としては、任意の導電性化合物を用いても良い。例としては、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＴｉＮ、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ等の酸化物，窒化物及びその複合化合物が挙げられる。膜厚は任意に設定できるが、１［μｍ］以下とすることが好ましい。また、成膜には真空成膜法等の膜厚均一性が高い成膜方法を採用することが好ましい。これらの電極は、後述の保持基板との接合面となるため、高さ均一性を確保できる膜厚方法、成膜方法を取る必要がある。
【００３７】
また、第２の共通電極配線５１８は、共通電極５１２の抵抗値を下げる機能を有する。図４に示すように、個別液室５０９及び圧電素子の配列方向に、共通電極５１２の上に積層される。第１の共通電極配線５１４と第２の共通電極配線５１８は導通している必要があるため、コンタクト抵抗の低い材料の組み合わせとする必要がある。第２の共通電極配線５１８の材料としては任意の材料を用いることができるが比抵抗の小さい金属、合金、導電性化合物を用いる必要がある。また、基板上の小さい面積で低抵抗化するために厚膜化する必要があるため、厚膜成膜可能な材料や工法を選定する必要がある。膜厚としては、１０〜１００［μｍ］が好ましく、さらに好ましくは１０〜５０［μｍ］である。厚膜形成できるプロセスとしては、電解メッキ法、無電解メッキ法、スクリーン印刷法が例示できる。これらの厚膜形成可能な電極材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ等及びこれらを含有する合金が例として挙げられる。また、成膜後の残留応力の小さい成膜方法や材料を選定することが好ましい。第２の共通電極配線５１８を形成することで、この第２の共通電極配線５１８を個別液室５０９の配列方向の端部から取り出した場合でも、取り出し部からの距離による電圧降下が発生しづらく、吐出均一性を高めることが可能となる。
【００３８】
保持基板５０４の開口部まで引き出した個別電極５１１及び共通電極５１２上に個別電極パッド５１７及び共通電極パッド５２５を形成する。これらの各パッドに駆動ＩＣ５１５からの信号を入力する配線５２１をそれぞれ接続する。この配線５２１の接続は任意の手法を用いることができ、例としてはＦＰＣを用いたＡＣＦ接合、ハンダ接合やワイアボンディング法、駆動ＩＣの出力端子５２６と直接接合するフリップチップ法等を選択できる。それぞれの接合方式に合わせてパッド部の材料や構造を選定する必要がある。
【００３９】
前述の通り、流路基板５０２は２０〜１００［μｍ］厚となるため、流路基板５０２の剛性を確保するために保持基板５０４をノズルプレート５０３と対向する側に接合する。保持基板５０４の材料は任意の材料を用いることができるが、流路基板５０４の反りを防止するために熱膨張係数の近い材料を選定する必要がある。そのため、ガラス、シリコンやＳｉＯ２、ＺｒＯ２、Ａl２Ｏ３等のセラミクス材料とすることが好ましい。保持基板５０４には共通液室５０６を形成する開口部を有する必要がある。開口部は流路基板５０２のインク供給口５０７に接続する。さらに、個別液室５０９に対向する領域に保持基板５０４の凹部５２２を形成する。圧電素子を駆動し振動板５０１が変位できる空間を確保する必要がある。図６に示すとおり、保持基板５０４の凹部５２２は個別液室５０９ごとに区画し、個別液室間の隔壁上で接合されることが好ましい。それにより、板厚の薄い流路基板５０２の剛性を高めることができ、圧電素子を駆動した際の隣接液室間の相互干渉を低減することが可能となる。
【００４０】
さらに、図７に示すように共通電極５１１を形成する領域に保持基板５０４の凹部５２３を形成する必要がある。前述した第２の共通電極配線５１８は厚膜形成可能な成膜手法を選定する必要がある。メッキ法、スクリーン印刷法等を用いた場合、その膜厚均一性は悪化する傾向がある。従って、共通電極配線５１８が形成されている部分を保持基板５０４との接合面とするとインクシール性が低下してしまう。また、膜厚ばらつきを吸収するために、接着剤を厚く塗布すると、余剰の接着剤がインク流路、圧電素子部に流入してしまい、特性を悪化させてしまう。そのため、厚膜の第２の共通電極配線５１８に対向する保持基板５０４の領域には、第２の共通電極配線５１８の膜厚以上の深さの凹部５２３を形成する必要がある。保持基板５０４の凹部５２３の深さとしては、第２の共通電極配線５１８の膜厚に１０〜３０［μｍ］付加した深さとすることが好ましい。
【００４１】
また、保持基板５０４の凹部５２２と保持基板５０４の凹部５２３は、個別に設ける必要がある。図５に示すように、保持基板５０４の凹部５２２と保持基板５０４の凹部５２３の間に形成され保持基板５０４と流路基板５０２の接合面により、インク供給路５０８の剛性を高めることができる。
【００４２】
次に、本実施形態の変形例を図８及び図９に示すように、本実施形態との違いは、共通電極コンタクトホール５２０を第１の共通電極配線５１４の片側のみに設けている点である。このようにすることにより、界面剥離の起点となるコンタクトホールの箇所を減らすことができ、信頼性を確保できる。
【００４３】
また、本実施形態の別の変形例を図１０に示すように、第２の共通電極配線５１８を不連続な形状とし、各共通電極配線との間に共通電極コンタクトホール５２０を配置した。このようにすることにより、それぞれの第２の共通電極配線５１８が互いに離間することで、めっき等によって発生する応力を低減でき、界面剥離を生じさせにくくすることができる。
【００４４】
以下、本実施形態の液滴吐出ヘッドの実施例について説明する。
（実施例）
φ６［インチ］、厚さ６００［μｍ］のシリコンウェハ上にＳｉＯ２を０．６［μｍ］、Ｓｉを１．５［μｍ］、ＳｉＯ２を０．４［μｍ］を積層することで３層構造の振動板を形成した後に、共通電極としてＴｉを２０［ｎｍ］、Ｐｔを２００［ｎｍ］をスパッタリング法で成膜した。共通電極上にチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を有機金属溶液を用いたゾルゲル法で厚さ２［μｍ］成膜した後、７００℃で焼成し、ＰＺＴの圧電体膜を形成した。その後、圧電体膜上にＰｔを２００［ｎｍ］スパッタリング法で成膜して個別電極とした。個別電極形成後に、個別電極、圧電体、共通電極をドライエッチング法でパターニングすることで、図４に示すような配列をした圧電素子パターンを形成した。圧電素子の配列ピッチは８５［μｍ］とし、圧電体の幅は５０［μｍ］とした。圧電素子の長手方向の長さは１０００［μｍ］とした。圧電素子の配列数は３００個とした。
【００４５】
圧電素子形成後にプラズマＣＶＤ法により、層間絶縁膜(図５の絶縁膜５１９)を成膜し、個別電極上に個別電極コンタクトホール５２４、共通電極コンタクトホール５２０を層間絶縁膜５１９に形成する。その後、Ｔｉを５０［ｎｍ］とＡｌを５００［ｎｍ］を順次積層しドライエッチングする。これにより個別電極配線５１３及び第１の共通電極配線５１４がパターン形成される。ここで、共通電極コンタクトホール５２０は図４に示すように、第２の共通電極配線５１８の下には配置せず、第１の共通電極配線５１４の両側に配置した。また、インク供給路上ではなく、流路基板５０２の隔壁上に配置されている。これは、コンタクトホールは界面剥離の起点となりやすいため、インク供給路上のような変形する箇所への配置を避けるためである。電極パターンは図４に示す構成した。そして、第１の共通電極配線５１４の幅は３００［μｍ］とした。
【００４６】
図４に示すインク供給口部分の振動板をドライエッチングで除去した後、第１の共通電極配線５１４上に無電解めっきでＮｉからなる第２の共通電極配線５１８を形成した。その膜厚は２０［μｍ］となり、幅は２００［μｍ］とした。第２の共通電極配線５１８を形成することで大幅な低抵抗化が図れる。また、共通電極配線下に共通電極コンタクトホール５２０を配置していないので、２０［μｍ］もの厚いめっき膜を形成しても層間での界面剥離を抑制することができる。
【００４７】
保持基板５０４の凹部５２２、５２３及び保持基板５０４の開口部を有する保持基板５０４をφ６［インチ］のシリコンウェハを用いて形成した。保持基板５０４の凹部５２２、５２３はＩＣＰドライエッチング法を用いて形成し、その深さは３０［μｍ］とした。保持基板５０４の開口部はサンドブラスト法を用いて開口した。作成した保持基板５０４の接合面にエポキシ系接着剤をフレキソ印刷機で膜厚２［μｍ］で塗布し接合、接着剤を硬化することで保持基板５０４を接合した。その後、６００［μｍ］の流路基板５０２を８０［μｍ］まで研磨した後に、個別液室５０９、インク供給路５０８をＩＣＰドライエッチング法で形成した。個別液室５０９の幅は６０［μｍ］とし、インク供給路５０８の幅は３０［μｍ］、長さは３００［μｍ］とした。インク供給路５０８、個別液室５０９のエッチングは振動板５０１に到達するまで行い同一の高さとした。また、インク供給口５０７の振動板５０１は事前にエッチングしたため、貫通口を形成することができる。ウェハをダイシングによりチップに切り出した後に、保持基板５０４と同様の手法でノズルプレート５０３と流路基板５０２を接合した。ノズルプレート５０３は厚さ３０［μｍ］のＳＵＳ材にプレス加工でφ２０［μｍ］のノズル５１０を８５［μｍ］ピッチで形成したものを用いた。図４に示すように、保持基板５０４上にＳＵＳ製の共通液室基板５０５を接合し、図に示されていないインクタンクと接続する。これにより、個別電極パッド５１７にＡＣＦ接合にて、ドライバＩＣを実装したＴＡＢを接合することでインクジェットヘッドとすることができた。
【００４８】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
第２の共通電極配線を第１の共通電極配線の一部の上に積層し、コンタクトホールは、第２の共通電極配線が積層された第１の共通電極配線と共通電極との間には設けない。これによれば、上記実施形態について説明したように、第１の共通電極配線５１４の上に第２の共通電極配線５１８を積層するので、上記特許文献１の液滴吐出ヘッドと同様に共通電極配線の低抵抗化を図ることができる。そして、積層プロセスを行ったことで積層プロセス中の温度変化によって第１の共通電極配線５１４と共通電極５１２の各収縮率の違いによって発生する応力が集中的に発生していた、第２の共通電極配線５１８を積層した第１の共通電極配線５１４の部分に設けた共通電極コンタクトホール５２０を設けていない。このため、上記応力は、各共通電極コンタクトホール５２０での第１の共通電極配線５１４の内部に平均的に分散される。これにより、この各共通電極コンタクトホール５２０に平均的に分散された応力は、上記特許文献１のような第２の共通電極配線５１８を積層した第１の共通電極配線５１４の部分に設けた共通電極コンタクトホール５２０での第１の共通電極配線５１４の内部に集中的に発生していた応力よりも小さい。よって、各共通電極コンタクトホール５２０での共通電極５１２と第１の共通電極配線５１４との界面での剥離を抑止できる。これにより、共通電極配線の低抵抗化と、共通電極と共通電極配線との界面での剥離発生の抑制とを両立することで液滴吐出の均一性を向上することができる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、第２の共通電極配線は、ノズルの配列方向に連続に、かつノズルの配列方向に直交する方向の略中央部に形成され、コンタクトホールは第２の共通電極配線が積層された第１の共通電極配線の両側に形成されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、各共通電極コンタクトホール５２０での共通電極５１２と第１の共通電極配線５１４との界面での剥離を少なくできる。よって、共通電極配線の低抵抗化と、共通電極と共通電極配線との界面での剥離発生の抑制とを両立することで液滴吐出の均一性を向上することができる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）において、第２の共通電極配線は、ノズルの配列方向に連続に、かつノズルの配列方向に直交する方向の略中央部に形成され、コンタクトホールは第２の共通電極配線が積層された第１の共通電極配線の片側のみ形成されている。これによれば、上記実施形態の変形例について説明したように、共通電極５１２と第１の共通電極配線５１４との界面での剥離の起点となる共通電極コンタクトホール５２０の箇所を減らすことができる。
（態様Ｄ）
（態様Ａ）において、第２の共通電極配線は、ノズルの配列方向に不連続に形成されている。これによれば、上記実施形態の別の変形例について説明したように、共通電極配線５１８がそれぞれ互いに離間することで、めっき等によって発生する作用を低減できる。そして、共通電極コンタクトホール５２０での共通電極５１２と第１の共通電極配線５１４との界面での剥離を生じさせにくくすることができる。
（態様Ｅ）
（態様Ａ）〜（態様Ｄ）のいずれかにおいて、コンタクトホールは、各個別液室を区画する隔壁上に形成されている。これによれば、上記実施形態の別の変形例について説明したように、個別液室では振動板の変形変位による内圧変動が起きている。この個別液室の上方に共通電極コンタクトホール５２０を設けると振動板の変形変位が共通電極コンタクトホール５２０に伝搬し、共通電極コンタクトホール５２０での共通電極５１２と第１の共通電極配線５１４との界面での剥離が生じやすい。このため、共通電極コンタクトホール５２０を、個別液室が配置されていない、各個別液室を区画する隔壁上に形成する。これにより、振動板の変形変位の伝搬量を減らし、共通電極コンタクトホール５２０での共通電極５１２と第１の共通電極配線５１４との界面での剥離を低減することができる。
（態様Ｆ）
（態様Ａ）において、第１の共通電極配線は、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｃｒのいずれかで形成されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、第１の共通電極配線５１４が低抵抗となって共通電極５１２及び第１の共通電極配線５１４では電圧降下とならない。これにより、記録ヘッドの全ての圧電体に十分な駆動電圧が安定に印加され、液滴吐出の均一性を保つことができる。
（態様Ｇ）
（態様Ａ）〜（態様Ｄ）において、第２の共通電極配線は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒのいずれかで形成されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、第２の共通電極配線５１８が低抵抗となって共通電極５１２、第１の共通電極配線５１４及び第２の共通電極配線５１８では電圧降下とならない。これにより、記録ヘッドの全ての圧電体に十分な駆動電圧が安定に印加され、液滴吐出の均一性を保つことができる。
（態様Ｈ）
（態様Ａ）〜（態様Ｇ）のいずれかの液滴吐出ヘッドのノズルから記録液を記録材に吐出して画像を形成する。これによれば、上記別の実施形態について説明したように、記録ヘッドの全ての圧電体に十分な駆動電圧が安定に印加され、液滴吐出の均一性を保つことができる。よって、信頼性の高い安定した滴吐出を行うことができて、高速で、かつ高画質な画像を形成することができる。
【符号の説明】
【００４９】
５００ 記録ヘッド
５０１ 振動板
５０２ 流路基板
５０３ ノズルプレート
５０４ 保持基板
５０５ 共通液室基板
５０６ 共通液室
５０７ インク供給口
５０８ インク供給路
５０９ 個別液室
５１０ ノズル
５１１ 個別電極
５１２ 共通電極
５１３ 個別電極配線
５１４ 第１の共通電極配線
５１５ 駆動ＩＣ
５１６ 圧電体
５１７ 個別電極パッド
５１８ 第２の共通電極配線
５１９ 絶縁膜
５２０ 共通電極コンタクトホール
５２１ 配線
５２２ 凹部
５２３ 凹部
５２４ 個別電極コンタクトホール
５２５ 共通電極パッド
５２６ 出力端子
５２７ 隔壁
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５０】
【特許文献１】特開２００６−２５５９７２号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個別液室に圧力変動を発生させ、個別液室に形成されたノズルから液体を吐出させる液滴吐出ヘッド及び液滴吐出ヘッドを搭載する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プリンタ、ファックス、複写機、プロッタ、或いはこれらの内の複数の機能を複合した画像形成装置としては、例えばインクの液滴を吐出する液体吐出ヘッドを備え、媒体を搬送しながらインク滴を媒体に付着させて画像形成を行うインクジェット記録装置がある。ここでの媒体は「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。また、画像形成装置は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。そして、画像形成とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与する（単に液滴を吐出する）ことも意味する。また、インクとは、所謂インクに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる液体の総称として用いる。
【０００３】
上記インクジェット記録装置に搭載されるインクジェットヘッド（以下記録ヘッドという）は、インク滴を吐出するノズルに連通する個別液室と、該個別液室内の圧力変化を発生させる圧力発生手段とを含んで構成されている。そして、圧力発生手段の方式は複数のものが実用化、製品化されている。例としては、個別液室内にヒータを設置することで液体を気化させて圧力変動を利用するサーマルインクジェット方式、個別液室にアクチュエータを設置して個別液室内の圧力を変化させる方式が挙げられる。このうちアクチュエータを用いる方式は、アクチュエータの種類により圧電素子方式、静電方式などが例として挙げられる。このアクチュエータを用いた方式の中で圧電素子方式は、圧電素子を用い個別液室の一部を構成している振動板を変形変位させることでノズルからインク滴を吐出させる。圧電素子は、共通電極、圧電体及び個別電極が積層したものからなる。この圧電素子方式では、幅広い物性のインクに対応可能である反面、液室配列の高密度化や記録ヘッドの小型化も要求されている。これらの要求は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）プロセスを用いることで達成することができる。具体的には、ＭＥＭＳプロセスの一つである薄膜形成プロセスを用いて、個別液室の一部を構成する振動板に、共通電極、圧電体及び個別電極等を積層したユニモルフ型の圧電アクチュエータ部を設ける。そして、ＭＥＭＳプロセスの一つである半導体デバイス製造プロセス(以下薄膜プロセスという)を用いて、個別の圧電素子の共通電極と個別電極の各電極からの配線をパターニングする。これらにより、液室配列の高密度化及び記録ヘッドの小型化を達成することができる。
【０００４】
このように高密度化及び小型化を図ることで１ヘッドあたりのノズル配列数や密度を高め、１走査あたりの吐出ドット数量を多くすることができ、印字速度を高めることができる。そして、１ヘッドあたりのノズル配列数が増え、圧電素子数も増加する。このような配列数の多い記録ヘッドの場合、高密度化したため、共通電極に電気的に接続した共通電極配線を圧電素子の配列方向のヘッド両端部から引き出す方式が一般的となっている。そして、ヘッド両端部から引き出された各共通電極配線は、圧電素子の個別電極と共通電極との間に印加された駆動電圧を所定の電位差とするために、例えば接地されている。このような共通電極配線の抵抗が高いと、圧電素子の配列方向でヘッド両端部から中央部に向かって共通電極配線による電圧降下が大きくなっていく。そして、中央部の圧電素子では、共通電極配線による電圧降下が大きいので、所定の駆動電圧の電圧値より低い電圧値となる。このため、記録ヘッドの圧電素子の配列方向における中央部に近いノズルに対応する圧電素子には十分な駆動電圧が印加されず、その圧電体の変形変位量が不安定となって液滴吐出の均一性が悪化する。
【０００５】
一方、上記薄膜プロセスを用いて共通電極配線を成膜する場合は、金属や合金をスパッタリング法、ＣＶＤ法等で成膜するため、厚膜形成することが困難となる。具体的には、５［μｍ］以上の膜厚とすることが困難であり、一般的には膜応力、製造効率（プロセス時間）の観点から１［μｍ］以下の膜厚とすることが必要とされている。このため、上記薄膜プロセスを用いた場合で共通電極配線の抵抗を下げるためには、共通電極配線の断面積を大きくすることが必要となる。その結果、共通電極配線が幅広となってヘッドサイズが大きくなり、１ウェハあたりのチップ取得数が減少しコストアップの要因となることが課題となっている。このため、上記薄膜プロセスを用いた上での共通電極配線の抵抗を低くする方法が要求される。
【０００６】
この薄膜プロセスを用い共通電極配線の低抵抗化を図る液滴吐出ヘッドとして、特許文献１に記載のものが知られている。この特許文献１の液滴吐出ヘッドは、液体を吐出する複数のノズルを有するノズル板と、このノズル板に積層され各ノズルにそれぞれ連通する複数の個別液室を形成する液室基板とを備えている。そして、個別液室の一部の内壁には振動板が形成されている。この振動板には、各個別液室内をそれぞれ昇圧する複数の圧電体と、この圧電体を挟持するように設けられた共通電極及び個別電極とを有する圧電アクチュエータ部が設けられている。この圧電アクチュエータ部の共通電極と個別電極との間には、駆動電圧印加手段によって駆動電圧が印加される。そして、共通電極には抵抗率の低いＰｔが用いられている。そして、絶縁層を介して共通電極上にＰｔとは異なる材料の第１の共通電極配線が配置され、絶縁層に開けられた共通電極用のコンタクトホールを介して第１の共通電極配線は共通電極と電気的に接続している。この第１の共通電極配線は圧電素子上から引き出す個別電極配線と同一層で構成されるために厚膜化できない。そこで、上記特許文献１の液滴吐出ヘッドでは、第１の共通電極配線上に別の配線である第２の共通電極配線を積層している。これにより、第１の共通電極配線と第２の共通電極配線との総断面積を大きくし、共通電極配線の大幅な低抵抗化を図っている。
【０００７】
そして、第１の共通電極配線の上に第２の共通電極配線を積層すると、その積層プロセス中の温度変化によって第１の共通電極配線と共通電極が収縮する。このときの第１の共通電極配線及び共通電極の各収縮率が異なっているので、第１の共通電極配線及び共通電極の各層の内部に応力が発生し、コンタクトホールでの第１の共通電極配線と共通電極との界面で剥離が発生する虞がある。そこで、上記特許文献１の液滴吐出ヘッドでは、第１、第２の共通電極配線の長手方向の複数の箇所にコンタクトホールを設け、各コンタクトホールでの共通電極と第１の共通電極配線との接触面積を小さく抑えている。これにより、第１の共通電極配線及び共通電極の各層の内部に発生していた応力を抑制し、各コンタクトホールでの第１の共通電極配線と共通電極との界面での剥離の発生を防止している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１１は本出願人が開発中の記録ヘッドの一部構成の平面図であり、図１２は図１１のＡ−Ａ’線断面図である。本出願人が開発中の記録ヘッド５００では、上記特許文献１の第１の共通電極配線に相当する第１の共通電極配線５１４が共通電極５１２上に圧電体５１６の配列方向で積層されている。そして、この第１の共通電極配線５１４の一部の上には、上記特許文献１の第２の共通電極配線に相当する第２の共通電極配線５１８が積層されている。第１の共通電極配線５１４の短手方向の配線幅は、第２の共通電極配線５１８の短手方向の配線幅より広い。そして、第１の共通電極配線５１４の短手方向の複数の箇所にコンタクトホール５２０が設けられている。これにより、この開発中の記録ヘッドでも、共通電極配線全体の抵抗を低減している。
【０００９】
そして、この開発中の記録ヘッド５００は、ノズルプレート５０３、流路基板５０２、振動板５０１、共通電極５１２、圧電体５１６、個別電極５１１、保持基板５０４、共通液室基板５０５をこの順で接合している。このように各板状部材を接合することで、ノズル５１０に連通する個別液室５０９、個別液室５０９、インク供給口５０７、共通液室５０６を形成している。そして、個別液室５０９の振動板５０１に形成され、圧電体５１６、個別電極５１１及び共通電極５１２で構成される圧電素子を駆動することで生じる圧力で、個別液室５０９に連通するノズル５１０からインクを吐出する。圧電素子の駆動は個別電極５１１、共通電極５１２からそれぞれ個別電極配線５１３、第１の共通電極配線５１４を用いて引き出された先で、駆動ＩＣ５１５と接続されて行われる。
【００１０】
第２の共通電極配線５１８は、図１２に示すように、第１の共通電極配線５１４の上方に設けられている保持基板５０４の凹部５２３の空洞に設置されている。この保持基板５０４の凹部５２３の空間は上方に向かって狭くなる構造となっている。つまり、保持基板５０４のノズルの配列方向に直交する方向での中央部の空間の高さが両側の高さより高くしてある。このため、第２の共通電極配線５１８を第１の共通電極配線５１４上に例えば１０［μｍ］の厚い膜厚で積層するので、保持基板５０４の壁面に接しないようにするために上記空洞の高さが高くなっている第１の共通電極配線５１４の短手方向の中央部に第２の共通電極配線５１８をノズル配列方向に延伸させて積層している。
【００１１】
このような構成を有する開発中の記録ヘッドでは、積層プロセス中の温度変化によって発生する応力が、第２の共通電極配線５１８を積層した第１の共通電極配線５１４の部分に設けたコンタクトホール（以下第１のコンタクトホールという）５２０での第１の共通電極配線５１４の内部に、集中的に発生していることがわかった。そして、この第１のコンタクトホール５２０が設けられているので、上記応力が第２の共通電極配線５１８を積層していない第１の共通電極配線５１４の部分に設けたコンタクトホール（以下第２のコンタクトホールという）５２０に及ぼすことを防いでいる。このため、第２のコンタクトホール５２０での第１の共通電極配線５１４の内部に発生する上記応力は小さくなっている。ところが、第１のコンタクトホール５２０での第１の共通電極配線５１４と共通電極５１２との界面で剥離が一旦生じてしまうと、上記応力が第２のコンタクトホール５２０に一気に伝搬する。その応力の一気の伝搬による衝撃で、第２のコンタクトホール５２０における第１の共通電極配線５１４と共通電極５１２との界面での剥離が生じやすくなっていることもわかった。
【００１２】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、共通電極配線の低抵抗化と、共通電極と共通電極配線との界面での剥離発生の抑制とを両立することで液滴吐出の均一性を向上することができる液滴吐出ヘッド及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、液体を吐出する複数のノズルを有するノズル板と、該ノズル板に積層され前記各ノズルにそれぞれ連通する複数の個別液室を形成する液室基板と、前記個別液室の一部を構成する振動板を介して前記各個別液室内をそれぞれ昇圧する複数の圧電体、該圧電体を挟持するように設けられた共通電極及び個別電極を有する圧電アクチュエータ部と、前記共通電極と前記個別電極との間に駆動電圧を印加する駆動電圧印加手段と、前記共通電極と前記駆動電圧印加手段との間を電気的に接続させる第１の共通電極配線と、該第１の共通電極配線上に積層した第２の共通電極配線とを備え、前記第２の共通電極配線が積層された前記第１の共通電極配線を含む前記第１の共通電極配線が複数のコンタクトホールを介して前記共通電極に接続され、前記駆動電圧印加手段によって前記駆動電圧を前記共通電極と前記個別電極との間に駆動電圧を印加することにより前記圧電体が変形変位して前記振動板を変形変位させ、前記個別液室内の圧力が変化することで前記ノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドにおいて、前記第２の共通電極配線を前記第１の共通電極配線の一部の上に積層し、前記コンタクトホールは、前記第２の共通電極配線が積層された前記第１の共通電極配線と前記共通電極との間には設けないことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明においては、第１の共通電極配線の上に第２の共通電極配線を積層するので、上記特許文献１の液滴吐出ヘッドと同様に共通電極配線の低抵抗化を図ることができる。
そして、積層プロセスを行ったことで積層プロセス中の温度変化によって第１の共通電極配線と共通電極の各収縮率の違いによって発生する応力が集中的に発生していた、第２の共通電極配線を積層した第１の共通電極配線の部分に設けたコンタクトホールを設けていない。このため、上記応力は、各コンタクトホールでの第１の共通電極配線の内部に平均的に分散される。これにより、この各コンタクトホールに平均的に分散された応力は、上記特許文献１のような第２の共通電極配線を積層した第１の共通電極配線の部分に設けたコンタクトホールでの第１の共通電極配線の内部に集中的に発生していた応力よりも小さい。よって、各コンタクトホールでの共通電極と第１の共通電極配線との界面での剥離を抑制できる。これにより、共通電極配線の低抵抗化と、共通電極と共通電極配線との界面での剥離発生の抑制とを両立することで液滴吐出の均一性を向上することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、共通電極配線の低抵抗化と、共通電極と共通電極配線との界面での剥離発生の抑制とを両立することで液滴吐出の均一性を向上することができるという特有な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本インクジェット記録装置の機構部の全体構成を説明する概略図である。
【図２】本インクジェット記録装置の機構部の要部平面図である。
【図３】本インクジェット記録装置の別の機構部全体の概略構成図である。
【図４】本インクジェット記録装置の記録ヘッドの一部の構成を示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ’線断面図である。
【図６】個室液室のノズル配列方向の断面図である。
【図７】インク供給路のノズル配列方向の断面図である。
【図８】本インクジェット記録装置の記録ヘッドの変形例の構成を示す平面図である。
【図９】図６のＡ−Ａ’線断面図である。
【図１０】本インクジェット記録装置の記録ヘッドの別の変形例の構成を示す平面図である。
【図１１】開発中の記録ヘッドの一部構成の平面図である。
【図１２】図１１のＡ−Ａ’線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドを備える画像形成装置の一例としてのインクジェット記録装置の構成例について説明する。
図１は本インクジェット記録装置の機構部の全体構成を説明する概略図であり、図２は機構部の要部平面図である。
このインクジェット記録装置はシリアル型のインクジェット記録装置であり、左右の側板２２１Ａ、２２１Ｂに横架したガイド部材である主ガイドロッド２３１、従ガイドロッド２３２でキャリッジ２３３を主走査方向に摺動自在に保持する。そして、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して図２中の矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。このキャリッジ２３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための液体吐出ヘッドのユニットが装着されている。この液滴吐出ヘッドのユニットは、記録ヘッド２３４を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けている。記録ヘッド２３４は、それぞれ２つのノズル列を有する液体吐出ヘッド２３４ａ、２３４ｂを１つのベース部材に取り付けて構成している。そして、一方のヘッド２３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、他方のヘッド２３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。ここでは２ヘッド構成で４色の液滴を吐出する構成としているが、各色毎の液体吐出ヘッドを備えることもできる。また、キャリッジ２３３には、記録ヘッド２３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのサブタンク２３５ａ、２３５ｂ（区別しないときは「サブタンク２３５」という。）を搭載している。このサブタンク２３５には各色の供給チューブ２３６を介して、供給ユニット２２４によって各色のインクカートリッジ２１０から各色のインクが補充供給される。
【００１８】
一方、給紙トレイ２０２の用紙積載部（圧板）２４１上に積載した用紙２４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部２４１から用紙２４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）２４３及び給紙コロ２４３に対向している。そして、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド２４４を備え、この分離パッド２４４は給紙コロ２４３側に付勢されている。この給紙部から給紙された用紙２４２が記録ヘッド２３４の下方側に送り込まれる。このために、用紙２４２を案内するガイド部材２４５と、カウンタローラ２４６と、搬送ガイド部材２４７と、先端加圧コロ２４９を有する押さえ部材２４８とが備わっている。また、給送された用紙２４２を静電吸着して記録ヘッド２３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト２５１を備えている。この搬送ベルト２５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２５２とテンションローラ２５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。
【００１９】
また、この搬送ベルト２５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ２５６を備えている。この帯電ローラ２５６は、搬送ベルト２５１の表層に接触し、搬送ベルト２５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト２５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ２５２が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。さらに、記録ヘッド２３４で記録された用紙２４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２５１から用紙２４２を分離するための分離爪２６１と、排紙ローラ２６２及び排紙コロ２６３とを備えている。そして、排紙ローラ２６２の下方には排紙トレイ２０３が備わっている。
【００２０】
また、装置本体の背面部には両面ユニット２７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット２７１は搬送ベルト２５１の逆方向回転で戻される用紙２４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２４６と搬送ベルト２５１との間に給紙する。また、この両面ユニット２７１の上面は手差しトレイ２７２としている。さらに、キャリッジ２３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド２３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構２８１を配置している。この維持回復機構２８１には、記録ヘッド２３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）２８２ａ、２８２ｂ（区別しないときは「キャップ２８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード２８３と、増粘したインクを排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け２８４などを備えている。
【００２１】
また、キャリッジ２３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘したインクを排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け２８８を配置している。そして、この空吐出受け２８８には記録ヘッド２３４のノズル列方向に沿った開口部２８９などを備えている。このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ２０２から用紙２４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙２４２はガイド２４５で案内される。そして、搬送ベルト２５１とカウンタローラ２４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２３７で案内されて先端加圧コロ２４９で搬送ベルト２５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。このとき、帯電ローラ２５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加される。この場合、搬送ベルト２５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト２５１上に用紙２４２が給送されると、用紙２４２が搬送ベルト２５１に吸着され、搬送ベルト２５１の周回移動によって用紙２４２が副走査方向に搬送される。そこで、キャリッジ２３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド２３４を駆動することにより、停止している用紙２４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙２４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙２４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙２４２を排紙トレイ２０３に排紙する。このように、この画像形成装置では本発明に係る液体吐出ヘッドを記録ヘッドとして備えているので、信頼性の高い安定した滴吐出を行うことができて、高速で、かつ高画質な画像を形成することができる。
【００２２】
次に、本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドを備える画像形成装置の一例としてのインクジェット記録装置の他の構成例について説明する。図３は本インクジェット記録装置の別の機構部全体の概略構成図である。このインクジェット記録装置はライン型のインクジェット記録装置であり、装置本体４０１の内部に画像形成部４０２等を有し、装置本体４０１の下方側に多数枚の記録媒体（用紙）４０３を積載可能な給紙トレイ４０４を備えている。この給紙トレイ４０４から給紙される用紙４０３を取り込み、搬送機構４０５によって用紙４０３を搬送しながら画像形成部４０２によって所要の画像を記録する。その後、装置本体４０１の側方に装着された排紙トレイ４０６に用紙４０３を排紙する。また、装置本体４０１に対して着脱可能な両面ユニット４０７を備えている。両面印刷を行うときには、一面（表面）印刷終了後、搬送機構４０５によって用紙４０３を逆方向に搬送しながら両面ユニット４０７内に取り込む。そして、反転させて他面（裏面）を印刷可能面として再度搬送機構４０５に送り込み、他面（裏面）印刷終了後排紙トレイ４０６に用紙４０３を排紙する。ここで、画像形成部４０２は、例えばブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色の液滴を吐出する、フルライン型の４個の本発明に係る液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッド４１１ｋ、４１１ｃ、４１１ｍ、４１１ｙ（色を区別しないときには「記録ヘッド４１１」という。）を備え、各記録ヘッド４１１は液滴を吐出するノズルを形成したノズル面を下方に向けてヘッドホルダ４１３に装着している。
【００２３】
また、各記録ヘッド４１１に対応して記録ヘッドの性能を維持回復するための維持回復機構４１２ｋ、４１２ｃ、４１２ｍ、４１２ｙ（色を区別しないときには「維持回復機構４１２」という。）を備えている。パージ処理、ワイピング処理などのヘッドの性能維持動作時には、記録ヘッド４１１と維持回復機構４１２とを相対的に移動させて、記録ヘッド４１１のノズル面に維持回復機構４１２を構成するキャッピング部材などを対向させる。ここでは、記録ヘッド４１１は、用紙搬送方向上流側から、ブランク、シアン、マゼンタ、イエローの順に各色の液滴を吐出する配置としているが、配置及び色数はこれに限るものではない。
【００２４】
更に、ライン型記録ヘッドとしては、各色の液滴を吐出する複数のノズル列を所定間隔で設けた１又は複数の記録ヘッドを用いることもできる。また、記録ヘッドとこの記録ヘッドにインクを供給する記録液カートリッジを一体とすることも別体とすることもできる。給紙トレイ４０４の用紙４０３は、給紙コロ（半月コロ）４２１と図示しない分離パッドによって１枚ずつ分離され装置本体４０１内に給紙される。そして、搬送ガイド部材４２３のガイド面４２３ａに沿ってレジストローラ４２５と搬送ベルト４３３との間に送り込まれ、所定のタイミングでガイド部材４２６を介して搬送機構４０５の搬送ベルト４３３に送り込まれる。
【００２５】
また、搬送ガイド部材４２３には両面ユニット４０７から送り出される用紙４０３を案内するガイド面４２３ｂも形成されている。更に、両面印刷時に搬送機構４０５から戻される用紙４０３を両面ユニット４０７に案内するガイド部材４２７も配置している。搬送機構４０５は、搬送ベルト４３３、帯電ローラ４３４、プランテン部材４３５及び押さえコロ４３６を有している。そして、搬送ベルト４３３は、駆動ローラである搬送ローラ４３１と従動ローラ４３２との間に掛け渡した無端状の搬送ベルトである。帯電ローラ４３４は、搬送ベルト４３３を帯電させるための帯電ローラである。プラテン部材４３５は、画像形成部４０２に対向する部分で搬送ベルト４３３の平面性を維持する部材である。押さえコロ４３６は、搬送ベルト４３３から送り出す用紙４０３を搬送ローラ４３１側に押し付けている。その他図示しないが、搬送ベルト４３３に付着したインクを除去するためのクリーニング手段である多孔質体などからなるクリーニングローラなども有している。この搬送機構４０５の下流側には、画像が記録された用紙４０３を排紙トレイ４０６に送り出すための排紙ローラ４３８及び拍車４３９を備えている。
【００２６】
このように構成した画像形成装置において、搬送ベルト４３３は矢示方向に周回移動し、高電位の印加電圧が印加される帯電ローラ４３４と接触することで帯電される。そして、この高電位に帯電した搬送ベルト４３３上に用紙４０３が給送されると、用紙４０３は搬送ベルト４３３に静電的に吸着される。このようにして、搬送ベルト４３３に強力に吸着した用紙４０３は反りや凹凸が校正され、高度に平らな面が形成される。そして、搬送ベルト４３３を周回させて用紙４０３を移動させ、記録ヘッド４１１から液滴を吐出する。これにより、用紙４０３上に所要の画像が形成され、画像が記録された用紙４０３は排紙ローラ４３８によって排紙トレイ４０６に排紙される。
【００２７】
このように、このインクジェット記録装置においては、後述するように共通電極の低抵抗化及び層間剥離の抑制により、液滴吐出の均一性を向上させることが可能となる。上記実施形態では本発明に係る液滴吐出ヘッドをインクジェットヘッドに適用したが、インク以外の液体の滴、例えばパターニング用の液体レジストを吐出する液滴吐出ヘッド、遺伝子分析試料を吐出する液滴吐出ヘッドなどにも適用することできる。
【００２８】
次に、本実施形態の液滴吐出ヘッドの構成について説明する。図４は本インクジェット記録装置の記録ヘッドの一部の構成を示す平面図、図５は図４のＡ−Ａ’線断面図である。図６は個室液室のノズル配列方向の断面図である。図７はインク供給路のノズル配列方向の断面図である。液滴吐出ヘッドとしての記録ヘッド５００は、振動板５０１の下面に流路基板５０２を接合し、さらに流路基板５０２の下面にノズルプレート５０３を接合する。そして、振動板５０１や流路基板５０２の上部に、保持基板５０４や共通液室基板５０５を積層して、インク流路を形成する。そして、図示していないインクタンクからのインクが当該インクタンクと連通する共通液室(保持基板５０４、共通液室基板５０５)５０６を介して流路基板５０２に開口するインク供給口５０７、インク供給路５０８、個別液室５０９に供給される。個別液室５０９の振動板５０１に形成され、圧電体５１６、個別電極５１１及び共通電極５１２で構成される圧電素子を駆動することで生じる圧力で、個別液室５０９に連通するノズル５１０からインクを吐出する。圧電素子の駆動は個別電極５１１、共通電極５１２からそれぞれ個別電極配線５１３、第１の共通電極配線５１４を用いて引き出された先で、駆動ＩＣ５１５と接続されて行われる。
【００２９】
そして、ノズルプレート５０３はインク吐出用のノズル５１０が配列している基板であり、材料は必要な剛性や加工性から任意のものを用いることができる。例としてはＳＵＳ、ニッケル等の金属または合金やシリコン、セラミックス等の無機材料、ポリイミド等の樹脂材料を挙げることができる。ノズルの加工方法は材料の特性と要求される精度、加工性から任意のものを選ぶことができ、電鋳めっき法、エッチング法、プレス加工法、レーザ加工法等、フォトリソグラフィ法等を例示できる。ノズルの開口径、配列数、配列密度は、インクヘッドに要求される仕様に合わせて最適な組み合わせを設定することができる。
【００３０】
また、流路基板５０２には、インク供給口５０７、インク供給路５０８、個別液室５０９が形成される。基板材料は加工性、物性から任意のものを用いることができるが、３００［ｄｐｉ］(約８５［μｍ］ピッチ)以上ではフォトリソグラフィ法を用いることができるシリコン基板を用いることが好ましい。液室の加工は任意のものを用いることができるが、前述のフォトリソグラフィ法を用いる場合は、ウェットエッチング法、ドライエッチング法のいずれかを用いることができる。いずれの手法でも振動板の液室側を二酸化シリコン膜等とすることで、エッチストップ層とできるため、液室高さを高精度に制御することができる。個別液室５０９はインクに圧力を加え、ノズル５１０から液滴を吐出させる機能を有する。個別液室５０９の上部には振動板５０１が形成され、振動板５０１の上には共通電極５１２、圧電体５１６、個別電極５１１が積層された圧電素子が形成される。振動板５０１は任意のものを用いることができるが、シリコンや窒化物、酸化物、炭化物等の剛性の高い材料とすることが好ましい。また、これらの材料の積層構造としても良い。積層膜とする場合は、それぞれの材料の内部応力を考慮し、残留応力が少ない構成とすることが好ましい。例えばＳｉ３Ｎ４とＳｉＯ２の積層の場合は、引っ張り応力となるＳｉ３Ｎ４と圧縮応力となるＳｉＯ２を交互に積層し、応力緩和する構成が例として挙げられる。振動板５０１の厚さは、所望の特性に応じて選択できるが、概ね０．５［μｍ］〜１０［μｍ］の範囲が好ましく、さらに好ましくは１．０〜５．０［μｍ］の範囲である。振動板が薄すぎる場合はクラック等により振動板が破損しやすくなり、厚すぎる場合は変位量が小さくなり吐出効率が低下してしまう。また、薄すぎる場合は、振動板の固有振動数が低下し、駆動周波数が高められない課題がある。
【００３１】
また、共通電極５１２、個別電極５１１は導電性のある任意の材料を用いることができる。例としては金属、合金、導電性化合物が挙げられる。これらの材料の単層膜でも積層膜でも良い。更に、圧電体５１６と反応したり、拡散したりしない材料を選定する必要があるため、安定性の高い材料を選定する必要がある。また、必要に応じて圧電体５１６、振動板５０１との密着性を考慮し、密着層を形成しても良い。電極材料の例としては、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｉｒ酸化物、Ｐｄ、Ｐｄ酸化物等が安定性の高い材料として挙げられる。また、振動板５０１との密着層としては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ等が例示できる。圧電体材料は圧電性を示す強誘電体材料を用いることができる。例としては、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムが一般的に用いられる。圧電体の成膜方法は任意の手法を用いることができ、例としてはスパッタリング法，ゾルゲル法が挙げられ、成膜温度の低さからゾルゲル法が好ましい。上部電極、圧電体は個別液室ごとにパターニングする必要がある。パターニングは通常のフォトリソグラフィ法を用いることができる。また、圧電体の成膜をゾルゲル法にて行う場合は、スピンコーティング法や印刷法を用いることもできる。上記の圧電体５１６、個別電極５１１及び共通電極５１２から構成される圧電素子は、個別液室５０９の上部に形成される必要がある。個別液室５０９を区画する隔壁上に形成した場合、隔壁が振動板の変形を阻害してしまうため、吐出効率の低下や応力集中による圧電素子の破損等の原因となる。
【００３２】
また、流路基板５０２には個別液室５０９に連通してインク供給路５０８が形成される。インク供給路５０８は、共通液室５０６から個別液室５０９にインクを供給する機能を有する。更には、インク供給路５０８は、圧電素子を駆動することにより個別液室５０９に発生する圧力によってインクの逆流を防止しノズルから吐出させる流体抵抗部としての機能を有している。そのため、個別液室５０９のインク流動方向の断面積を小さくし、流体抵抗を高くする必要がある。本インク供給路の高さは個別液室５０９と略同一とすることが必要である。流路基板５０２にシリコンを用い、個別液室５０９とインク供給路５０８をフォトリソグラフィ法（＋エッチング）を用いて形成した場合、個別液室５０９と同一の条件で加工できるメリットがある。インク供給路５０８の高さを個別液室５０９より低くすることで流体抵抗が高められる。この流体抵抗を高めるためには、個別液室のオーバーエッチング量を時間管理で制御する必要があるので、エッチングレートのばらつきにより、流体抵抗を均一にすることができない。その結果、吐出均一性が悪化する。一方、インク供給路５０８を個別液室５０９の高さと同一とした場合、インク供給路５０８の上部は圧電素子の無い振動板となるため、コンプライアンス成分となり吐出効率を低下させてしまう。
【００３３】
更に、インク供給路５０８は前述の通り、高さを個別液室５０９と略同一とするため、流体抵抗を高めるにはインク供給路５０８の幅を狭くする必要がある。インク供給路５０８の幅を狭くした場合、その断面形状(特に振動板近傍)は不安定になりやすい。そのため、インク供給路上の振動板コンプライアンス値がばらつく傾向にある。そこで、インク供給路上に積層膜を形成することで剛性を高め、コンプライアンス値およびそのばらつきを低減することで吐出ばらつきを低減している。インク供給路上の積層膜については、後述の共通電極配線の構成にて記載する。インク供給路５０８は振動板５０１が開口するインク供給路５０８を通じて共通液室５０６に連通する。
【００３４】
個別液室５０９はノズル配列方向に隔壁を介して配列させることでインクジェットヘッドとしている。図４に示すように個別液室５０９は隔壁５２７により区画されており、それぞれに圧電素子が形成される。個別液室５０９の高さはヘッド特性から任意に設定できるが、２０〜１００［μｍ］の範囲とすることが好ましい。また、個別液室間の隔壁５２７は配列密度に合わせて任意に設定することが可能であるが、隔壁幅は１０〜３０［μｍ］とすることが好ましい。また、隔壁幅が狭い場合は隣接する個別液室の圧電素子を駆動した場合に隣接液室間の相互干渉が発生し、吐出ばらつきが大きくなる。隔壁幅を狭くする場合は、液室高さを低くすることで対応する。
【００３５】
そして、配列した圧電素子に駆動信号を入力するために、個別電極５１１から個別電極配線５１３を引き出し、共通電極５１２から第１の共通電極配線５１４を引き出す構成をとる。配列する個別電極５１１から個別電極配線５１３を介して個別電極パッド５１７まで引き出される。共通電極５１２は個別電極パッド５１７と反対側のインク供給口手前のインク供給路上にまで延伸され、共通電極５１２と導通する第１の共通電極配線５１４を介して共通電極配線５１８まで引き出される。共通電極５１２と第１の共通電極配線５１４との間には絶縁膜５１９が形成され、絶縁膜５１９に開けられたコンタクトホール５２０を介して電気的に接続されている。そして、個別電極配線５１３は個別電極パッド５１７に、第１の共通電極配線５１４は共通電極パッド５２５に引き出され、保持基板５０４の開口部を介して、駆動ＩＣ５１５に接続される。さらに、インク供給路上の第１の共通電極配線５１４と導通する共通電極配線５１８を積層することで共通電極配線全体の電気抵抗を低減する。
【００３６】
そして、個別電極配線５１３と第１の共通電極配線５１４は同一材料、同一工程で形成することが好ましい。電極材料としては、抵抗値の低い金属、合金、導電性材料を用いることができる。また、個別電極５１１、共通電極５１２とコンタクト抵抗の低い材料を用いることが必要である。例としては、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｃｒなどが例示でき、コンタクト抵抗を低減するために、これらの材料の積層構造としても良い。コンタクト抵抗を下げる材料としては、任意の導電性化合物を用いても良い。例としては、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＴｉＮ、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ等の酸化物，窒化物及びその複合化合物が挙げられる。膜厚は任意に設定できるが、１［μｍ］以下とすることが好ましい。また、成膜には真空成膜法等の膜厚均一性が高い成膜方法を採用することが好ましい。これらの電極は、後述の保持基板との接合面となるため、高さ均一性を確保できる膜厚方法、成膜方法を取る必要がある。
【００３７】
また、第２の共通電極配線５１８は、共通電極５１２の抵抗値を下げる機能を有する。図４に示すように、個別液室５０９及び圧電素子の配列方向に、共通電極５１２の上に積層される。第１の共通電極配線５１４と第２の共通電極配線５１８は導通している必要があるため、コンタクト抵抗の低い材料の組み合わせとする必要がある。第２の共通電極配線５１８の材料としては任意の材料を用いることができるが比抵抗の小さい金属、合金、導電性化合物を用いる必要がある。また、基板上の小さい面積で低抵抗化するために厚膜化する必要があるため、厚膜成膜可能な材料や工法を選定する必要がある。膜厚としては、１０〜１００［μｍ］が好ましく、さらに好ましくは１０〜５０［μｍ］である。厚膜形成できるプロセスとしては、電解メッキ法、無電解メッキ法、スクリーン印刷法が例示できる。これらの厚膜形成可能な電極材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ等及びこれらを含有する合金が例として挙げられる。また、成膜後の残留応力の小さい成膜方法や材料を選定することが好ましい。第２の共通電極配線５１８を形成することで、この第２の共通電極配線５１８を個別液室５０９の配列方向の端部から取り出した場合でも、取り出し部からの距離による電圧降下が発生しづらく、吐出均一性を高めることが可能となる。
【００３８】
保持基板５０４の開口部まで引き出した個別電極５１１及び共通電極５１２上に個別電極パッド５１７及び共通電極パッド５２５を形成する。これらの各パッドに駆動ＩＣ５１５からの信号を入力する配線５２１をそれぞれ接続する。この配線５２１の接続は任意の手法を用いることができ、例としてはＦＰＣを用いたＡＣＦ接合、ハンダ接合やワイアボンディング法、駆動ＩＣの出力端子５２６と直接接合するフリップチップ法等を選択できる。それぞれの接合方式に合わせてパッド部の材料や構造を選定する必要がある。
【００３９】
前述の通り、流路基板５０２は２０〜１００［μｍ］厚となるため、流路基板５０２の剛性を確保するために保持基板５０４をノズルプレート５０３と対向する側に接合する。保持基板５０４の材料は任意の材料を用いることができるが、流路基板５０４の反りを防止するために熱膨張係数の近い材料を選定する必要がある。そのため、ガラス、シリコンやＳｉＯ２、ＺｒＯ２、Ａl２Ｏ３等のセラミクス材料とすることが好ましい。保持基板５０４には共通液室５０６を形成する開口部を有する必要がある。開口部は流路基板５０２のインク供給口５０７に接続する。さらに、個別液室５０９に対向する領域に保持基板５０４の凹部５２２を形成する。圧電素子を駆動し振動板５０１が変位できる空間を確保する必要がある。図６に示すとおり、保持基板５０４の凹部５２２は個別液室５０９ごとに区画し、個別液室間の隔壁上で接合されることが好ましい。それにより、板厚の薄い流路基板５０２の剛性を高めることができ、圧電素子を駆動した際の隣接液室間の相互干渉を低減することが可能となる。
【００４０】
さらに、図７に示すように共通電極５１１を形成する領域に保持基板５０４の凹部５２３を形成する必要がある。前述した第２の共通電極配線５１８は厚膜形成可能な成膜手法を選定する必要がある。メッキ法、スクリーン印刷法等を用いた場合、その膜厚均一性は悪化する傾向がある。従って、共通電極配線５１８が形成されている部分を保持基板５０４との接合面とするとインクシール性が低下してしまう。また、膜厚ばらつきを吸収するために、接着剤を厚く塗布すると、余剰の接着剤がインク流路、圧電素子部に流入してしまい、特性を悪化させてしまう。そのため、厚膜の第２の共通電極配線５１８に対向する保持基板５０４の領域には、第２の共通電極配線５１８の膜厚以上の深さの凹部５２３を形成する必要がある。保持基板５０４の凹部５２３の深さとしては、第２の共通電極配線５１８の膜厚に１０〜３０［μｍ］付加した深さとすることが好ましい。
【００４１】
また、保持基板５０４の凹部５２２と保持基板５０４の凹部５２３は、個別に設ける必要がある。図５に示すように、保持基板５０４の凹部５２２と保持基板５０４の凹部５２３の間に形成され保持基板５０４と流路基板５０２の接合面により、インク供給路５０８の剛性を高めることができる。
【００４２】
次に、本実施形態の変形例を図８及び図９に示すように、本実施形態との違いは、共通電極コンタクトホール５２０を第１の共通電極配線５１４の片側のみに設けている点である。このようにすることにより、界面剥離の起点となるコンタクトホールの箇所を減らすことができ、信頼性を確保できる。
【００４３】
また、本実施形態の別の変形例を図１０に示すように、第２の共通電極配線５１８を不連続な形状とし、各共通電極配線との間に共通電極コンタクトホール５２０を配置した。このようにすることにより、それぞれの第２の共通電極配線５１８が互いに離間することで、めっき等によって発生する応力を低減でき、界面剥離を生じさせにくくすることができる。
【００４４】
以下、本実施形態の液滴吐出ヘッドの実施例について説明する。
（実施例）
φ６［インチ］、厚さ６００［μｍ］のシリコンウェハ上にＳｉＯ２を０．６［μｍ］、Ｓｉを１．５［μｍ］、ＳｉＯ２を０．４［μｍ］を積層することで３層構造の振動板を形成した後に、共通電極としてＴｉを２０［ｎｍ］、Ｐｔを２００［ｎｍ］をスパッタリング法で成膜した。共通電極上にチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を有機金属溶液を用いたゾルゲル法で厚さ２［μｍ］成膜した後、７００℃で焼成し、ＰＺＴの圧電体膜を形成した。その後、圧電体膜上にＰｔを２００［ｎｍ］スパッタリング法で成膜して個別電極とした。個別電極形成後に、個別電極、圧電体、共通電極をドライエッチング法でパターニングすることで、図４に示すような配列をした圧電素子パターンを形成した。圧電素子の配列ピッチは８５［μｍ］とし、圧電体の幅は５０［μｍ］とした。圧電素子の長手方向の長さは１０００［μｍ］とした。圧電素子の配列数は３００個とした。
【００４５】
圧電素子形成後にプラズマＣＶＤ法により、層間絶縁膜(図５の絶縁膜５１９)を成膜し、個別電極上に個別電極コンタクトホール５２４、共通電極コンタクトホール５２０を層間絶縁膜５１９に形成する。その後、Ｔｉを５０［ｎｍ］とＡｌを５００［ｎｍ］を順次積層しドライエッチングする。これにより個別電極配線５１３及び第１の共通電極配線５１４がパターン形成される。ここで、共通電極コンタクトホール５２０は図４に示すように、第２の共通電極配線５１８の下には配置せず、第１の共通電極配線５１４の両側に配置した。また、インク供給路上ではなく、流路基板５０２の隔壁上に配置されている。これは、コンタクトホールは界面剥離の起点となりやすいため、インク供給路上のような変形する箇所への配置を避けるためである。電極パターンは図４に示す構成した。そして、第１の共通電極配線５１４の幅は３００［μｍ］とした。
【００４６】
図４に示すインク供給口部分の振動板をドライエッチングで除去した後、第１の共通電極配線５１４上に無電解めっきでＮｉからなる第２の共通電極配線５１８を形成した。その膜厚は２０［μｍ］となり、幅は２００［μｍ］とした。第２の共通電極配線５１８を形成することで大幅な低抵抗化が図れる。また、共通電極配線下に共通電極コンタクトホール５２０を配置していないので、２０［μｍ］もの厚いめっき膜を形成しても層間での界面剥離を抑制することができる。
【００４７】
保持基板５０４の凹部５２２、５２３及び保持基板５０４の開口部を有する保持基板５０４をφ６［インチ］のシリコンウェハを用いて形成した。保持基板５０４の凹部５２２、５２３はＩＣＰドライエッチング法を用いて形成し、その深さは３０［μｍ］とした。保持基板５０４の開口部はサンドブラスト法を用いて開口した。作成した保持基板５０４の接合面にエポキシ系接着剤をフレキソ印刷機で膜厚２［μｍ］で塗布し接合、接着剤を硬化することで保持基板５０４を接合した。その後、６００［μｍ］の流路基板５０２を８０［μｍ］まで研磨した後に、個別液室５０９、インク供給路５０８をＩＣＰドライエッチング法で形成した。個別液室５０９の幅は６０［μｍ］とし、インク供給路５０８の幅は３０［μｍ］、長さは３００［μｍ］とした。インク供給路５０８、個別液室５０９のエッチングは振動板５０１に到達するまで行い同一の高さとした。また、インク供給口５０７の振動板５０１は事前にエッチングしたため、貫通口を形成することができる。ウェハをダイシングによりチップに切り出した後に、保持基板５０４と同様の手法でノズルプレート５０３と流路基板５０２を接合した。ノズルプレート５０３は厚さ３０［μｍ］のＳＵＳ材にプレス加工でφ２０［μｍ］のノズル５１０を８５［μｍ］ピッチで形成したものを用いた。図４に示すように、保持基板５０４上にＳＵＳ製の共通液室基板５０５を接合し、図に示されていないインクタンクと接続する。これにより、個別電極パッド５１７にＡＣＦ接合にて、ドライバＩＣを実装したＴＡＢを接合することでインクジェットヘッドとすることができた。
【００４８】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
第２の共通電極配線を第１の共通電極配線の一部の上に積層し、コンタクトホールは、第２の共通電極配線が積層された第１の共通電極配線と共通電極との間には設けない。これによれば、上記実施形態について説明したように、第１の共通電極配線５１４の上に第２の共通電極配線５１８を積層するので、上記特許文献１の液滴吐出ヘッドと同様に共通電極配線の低抵抗化を図ることができる。そして、積層プロセスを行ったことで積層プロセス中の温度変化によって第１の共通電極配線５１４と共通電極５１２の各収縮率の違いによって発生する応力が集中的に発生していた、第２の共通電極配線５１８を積層した第１の共通電極配線５１４の部分に設けた共通電極コンタクトホール５２０を設けていない。このため、上記応力は、各共通電極コンタクトホール５２０での第１の共通電極配線５１４の内部に平均的に分散される。これにより、この各共通電極コンタクトホール５２０に平均的に分散された応力は、上記特許文献１のような第２の共通電極配線５１８を積層した第１の共通電極配線５１４の部分に設けた共通電極コンタクトホール５２０での第１の共通電極配線５１４の内部に集中的に発生していた応力よりも小さい。よって、各共通電極コンタクトホール５２０での共通電極５１２と第１の共通電極配線５１４との界面での剥離を抑止できる。これにより、共通電極配線の低抵抗化と、共通電極と共通電極配線との界面での剥離発生の抑制とを両立することで液滴吐出の均一性を向上することができる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、第２の共通電極配線は、ノズルの配列方向に連続に、かつノズルの配列方向に直交する方向の略中央部に形成され、コンタクトホールは第２の共通電極配線が積層された第１の共通電極配線の両側に形成されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、各共通電極コンタクトホール５２０での共通電極５１２と第１の共通電極配線５１４との界面での剥離を少なくできる。よって、共通電極配線の低抵抗化と、共通電極と共通電極配線との界面での剥離発生の抑制とを両立することで液滴吐出の均一性を向上することができる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）において、第２の共通電極配線は、ノズルの配列方向に連続に、かつノズルの配列方向に直交する方向の略中央部に形成され、コンタクトホールは第２の共通電極配線が積層された第１の共通電極配線の片側のみ形成されている。これによれば、上記実施形態の変形例について説明したように、共通電極５１２と第１の共通電極配線５１４との界面での剥離の起点となる共通電極コンタクトホール５２０の箇所を減らすことができる。
（態様Ｄ）
（態様Ａ）において、第２の共通電極配線は、ノズルの配列方向に不連続に形成されている。これによれば、上記実施形態の別の変形例について説明したように、共通電極配線５１８がそれぞれ互いに離間することで、めっき等によって発生する作用を低減できる。そして、共通電極コンタクトホール５２０での共通電極５１２と第１の共通電極配線５１４との界面での剥離を生じさせにくくすることができる。
（態様Ｅ）
（態様Ａ）〜（態様Ｄ）のいずれかにおいて、コンタクトホールは、各個別液室を区画する隔壁上に形成されている。これによれば、上記実施形態の別の変形例について説明したように、個別液室では振動板の変形変位による内圧変動が起きている。この個別液室の上方に共通電極コンタクトホール５２０を設けると振動板の変形変位が共通電極コンタクトホール５２０に伝搬し、共通電極コンタクトホール５２０での共通電極５１２と第１の共通電極配線５１４との界面での剥離が生じやすい。このため、共通電極コンタクトホール５２０を、個別液室が配置されていない、各個別液室を区画する隔壁上に形成する。これにより、振動板の変形変位の伝搬量を減らし、共通電極コンタクトホール５２０での共通電極５１２と第１の共通電極配線５１４との界面での剥離を低減することができる。
（態様Ｆ）
（態様Ａ）において、第１の共通電極配線は、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｃｒのいずれかで形成されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、第１の共通電極配線５１４が低抵抗となって共通電極５１２及び第１の共通電極配線５１４では電圧降下とならない。これにより、記録ヘッドの全ての圧電体に十分な駆動電圧が安定に印加され、液滴吐出の均一性を保つことができる。
（態様Ｇ）
（態様Ａ）〜（態様Ｄ）において、第２の共通電極配線は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒのいずれかで形成されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、第２の共通電極配線５１８が低抵抗となって共通電極５１２、第１の共通電極配線５１４及び第２の共通電極配線５１８では電圧降下とならない。これにより、記録ヘッドの全ての圧電体に十分な駆動電圧が安定に印加され、液滴吐出の均一性を保つことができる。
（態様Ｈ）
（態様Ａ）〜（態様Ｇ）のいずれかの液滴吐出ヘッドのノズルから記録液を記録材に吐出して画像を形成する。これによれば、上記別の実施形態について説明したように、記録ヘッドの全ての圧電体に十分な駆動電圧が安定に印加され、液滴吐出の均一性を保つことができる。よって、信頼性の高い安定した滴吐出を行うことができて、高速で、かつ高画質な画像を形成することができる。
【符号の説明】
【００４９】
５００ 記録ヘッド
５０１ 振動板
５０２ 流路基板
５０３ ノズルプレート
５０４ 保持基板
５０５ 共通液室基板
５０６ 共通液室
５０７ インク供給口
５０８ インク供給路
５０９ 個別液室
５１０ ノズル
５１１ 個別電極
５１２ 共通電極
５１３ 個別電極配線
５１４ 第１の共通電極配線
５１５ 駆動ＩＣ
５１６ 圧電体
５１７ 個別電極パッド
５１８ 第２の共通電極配線
５１９ 絶縁膜
５２０ 共通電極コンタクトホール
５２１ 配線
５２２ 凹部
５２３ 凹部
５２４ 個別電極コンタクトホール
５２５ 共通電極パッド
５２６ 出力端子
５２７ 隔壁
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５０】
【特許文献１】特開２００６−２５５９７２号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する複数のノズルを有するノズル板と、該ノズル板に積層され前記各ノズルにそれぞれ連通する複数の個別液室を形成する液室基板と、前記個別液室の一部を構成する振動板を介して前記各個別液室内をそれぞれ昇圧する複数の圧電体、該圧電体を挟持するように設けられた共通電極及び個別電極を有する圧電アクチュエータ部と、前記共通電極と前記個別電極との間に駆動電圧を印加する駆動電圧印加手段と、前記共通電極と前記駆動電圧印加手段との間を電気的に接続させる第１の共通電極配線と、該第１の共通電極配線上に積層した第２の共通電極配線とを備え、前記第２の共通電極配線が積層された前記第１の共通電極配線を含む前記第１の共通電極配線が複数のコンタクトホールを介して前記共通電極に接続され、前記駆動電圧印加手段によって前記駆動電圧を前記共通電極と前記個別電極との間に駆動電圧を印加することにより前記圧電体が変形変位して前記振動板を変形変位させ、前記個別液室内の圧力が変化することで前記ノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドにおいて、
前記第２の共通電極配線を前記第１の共通電極配線の一部の上に積層し、前記コンタクトホールは、前記第２の共通電極配線が積層された前記第１の共通電極配線と前記共通電極との間には設けないことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記第２の共通電極配線は、前記ノズルの配列方向に連続に、かつ前記ノズルの配列方向に直交する方向の略中央部に形成され、前記コンタクトホールは前記第２の共通電極配線が積層された前記第１の共通電極配線の両側に形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記第２の共通電極配線は、前記ノズルの配列方向に連続に、かつ前記ノズルの配列方向に直交する方向の略中央部に形成され、前記コンタクトホールは前記第２の共通電極配線が積層された前記第１の共通電極配線の片側のみ形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記第２の共通電極配線は、前記ノズルの配列方向に不連続に形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記コンタクトホールは、前記各個別液室を区画する隔壁上に形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記第１の共通電極配線は、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｃｒのいずれかで形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記第２の共通電極配線は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒのいずれかで形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドのノズルから記録液を記録材に吐出して画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
液体を吐出する複数のノズルを有するノズル板と、該ノズル板に積層され前記各ノズルにそれぞれ連通する複数の個別液室を形成する液室基板と、前記個別液室の一部を構成する振動板を介して前記各個別液室内をそれぞれ昇圧する複数の圧電体、該圧電体を挟持するように設けられた共通電極及び個別電極を有する圧電アクチュエータ部と、前記共通電極と前記個別電極との間に駆動電圧を印加する駆動電圧印加手段と、前記共通電極と前記駆動電圧印加手段との間を電気的に接続させる第１の共通電極配線と、該第１の共通電極配線上に積層した第２の共通電極配線とを備え、前記第２の共通電極配線が積層された前記第１の共通電極配線を含む前記第１の共通電極配線が複数のコンタクトホールを介して前記共通電極に接続され、前記駆動電圧印加手段によって前記駆動電圧を前記共通電極と前記個別電極との間に駆動電圧を印加することにより前記圧電体が変形変位して前記振動板を変形変位させ、前記個別液室内の圧力が変化することで前記ノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドにおいて、
前記第２の共通電極配線を前記第１の共通電極配線の一部の上に積層し、前記コンタクトホールは、前記第２の共通電極配線が積層された前記第１の共通電極配線と前記共通電極との間には設けないことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記第２の共通電極配線は、前記ノズルの配列方向に連続に、かつ前記ノズルの配列方向に直交する方向の略中央部に形成され、前記コンタクトホールは前記第２の共通電極配線が積層された前記第１の共通電極配線の両側に形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記第２の共通電極配線は、前記ノズルの配列方向に連続に、かつ前記ノズルの配列方向に直交する方向の略中央部に形成され、前記コンタクトホールは前記第２の共通電極配線が積層された前記第１の共通電極配線の片側のみ形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記第２の共通電極配線は、前記ノズルの配列方向に不連続に形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記コンタクトホールは、前記各個別液室を区画する隔壁上に形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記第１の共通電極配線は、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｃｒのいずれかで形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記第２の共通電極配線は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒのいずれかで形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドのノズルから記録液を記録材に吐出して画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１１１７９７（Ｐ２０１３−１１１７９７Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５８１５０（Ｐ２０１１−２５８１５０）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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