JP4291985B2

JP4291985B2 - 圧電アクチュエータ及びその製造方法並びにインクジェットヘッド及びインクジェット式記録装置

Info

Publication number: JP4291985B2
Application number: JP2002243012A
Authority: JP
Inventors: 和夫西村; 正吾松原; 聖之泊; 慎太郎原; 貴徳中野
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-08-23
Filing date: 2002-08-23
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2022-08-23
Also published as: JP2004087547A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電アクチュエータ及びその製造方法並びにインクジェットヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、圧電体の圧電効果を利用して記録を行うインクジェットヘッドが知られている。
【０００３】
この種のインクジェットヘッドは、共通電極層とＰＺＴ層と複数の個別電極及び複数の個別電極用配線を有する個別電極層とが順に積層されてなる圧電アクチュエータと、圧力室が形成されたインク流路基板とを備えている。圧電アクチュエータの一方の面には振動板が設けられている。この振動板はインク流路形成基板上に接着材で接着されている。各個別電極は各個別電極用配線を介して、ドライバＩＣ等と接続される複数の電圧入力端子につながっている。そして、インクを吐出する際には、共通電極層と個別電極層とに電圧が印加され、それによりＰＺＴ層が伸縮する。その伸縮が振動板に拘束されることにより、圧電アクチュエータは積層方向にたわみ変形する。そのたわみ変形により圧力室の容積が変化し、圧力室内のインクがノズルから吐出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、インクジェットヘッド駆動時には、各個別電極に印加する電圧のｏｎ／ｏｆｆの切換は個々に制御している。そのため、ある個別電極に電圧が印加されている時に、隣の個別電極には電圧が印加されず、グランドに接地されている状態が起こりうる。このとき、隣り合う個別電極間には電位差が生じ、各個別電極用配線間においてマイグレーションが発生する場合がある。これは以下の理由によるものと考えられる。インクジェットヘッドの製造工程において、基板上に形成された個別電極層上にＰＺＴ層を形成したとき、ＰＺＴ層の個別電極層側の表層に個別電極層の材料が拡散する場合がある。また、ＰＺＴ層の組成率は本来Ｐｂ：（Ｚｒ＋Ｔｉ）：Ｏ＝１：１：３となるはずである。しかしながら、個別電極層上にＰＺＴ層を形成する際の焼成工程においてＰＺＴ層の結晶の粒界にＰｂＯが析出し、ＰＺＴ層の組成率がＰｂ：（Ｚｒ＋Ｔｉ）：Ｏ＝１.５：１：３.６となり、Ｐｂの組成率が高くなっている。ここで、上述のようなインクジェットヘッドの両電極層に電圧を印加する、あるいは、各個別電極に印加する電圧を個々に制御することで隣り合う個別電極間に電位差が生じると、ＰＺＴ層の個別電極層側の表面に個別電極層の材料又はＰｂが析出する。そして、この析出した個別電極層の材料又はＰｂを原因として、各個別電極用配線間でマイグレーションが発生するのである。そして、マイグレーションが進行すると個別電極用配線間でショートが発生し、インクジェットヘッドの信頼性が低下する。
【０００５】
また、同様に、共通電極層と個別電極層との間にマイグレーションが発生する場合がある。そして、マイグレーションが進行すると共通電極層と個別電極層との間でショートが発生し、インクジェットヘッドの信頼性が低下する。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧電アクチュエータにおけるマイグレーションの発生を防ぐ技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る圧電アクチュエータは、第１電極層と、該第１電極層上に形成された圧電層と、該圧電層上に形成され、上記第１電極層とともに上記圧電層に電圧を印加する第２電極層とを備える圧電アクチュエータであって、上記圧電層が、上記第１電極層上に形成され、Ｐｂを含む第１電極層側圧電層と、該第１電極層側圧電層上に形成され、Ｐｂを含むとともにＰｂの組成率が上記第１電極層側圧電層より低い第２電極層側圧電層とを有するものである。
【０００８】
これにより、第２電極層側圧電層が第１電極層側圧電層よりＰｂの組成率が低いため、両電極層間に電圧を印加したときに、第２電極層側圧電層の第２電極層側の表面にＰｂが析出しにくい。したがって、本発明によれば、第１電極層及び第２電極層間のマイグレーションを防ぐことができるとともに、インクジェットヘッドの信頼性の向上を図ることができる。
【０００９】
本発明に係る圧電アクチュエータは更に、第１電極層が共通電極層を有し、第２電極層が、個別化された複数の個別電極と、該各個別電極と上記各個別電極に対応して設けられた複数の電圧入力端子とを繋ぐ複数の個別電極用配線とを有するものである。
【００１０】
これにより、第２電極層側圧電層が第１電極層側圧電層よりＰｂの組成率が低いため、両電極層間に電圧を印加したとき、あるいは、各個別電極に印加する電圧を個々に制御することで隣り合う個別電極間に電位差が生じたときに、圧電層の第２電極層側、つまり、個別電極及び個別電極用配線側の表面にＰｂが析出しにくい。したがって、本発明によれば、各個別電極用配線間のマイグレーションを防ぐことができる。
【００１１】
本発明に係るインクジェットヘッドは、請求項１記載の圧電アクチュエータを備えるものである。
【００１２】
本発明に係るインクジェットヘッドは、請求項２記載の圧電アクチュエータと、該圧電アクチュエータの第１電極層側の面又は第２電極層側の面の上に形成され、複数のノズルと該各ノズルに連通する複数の圧力室とが形成されたインク流路形成部材とを備え、上記各個別電極が上記各圧力室に対応する部分に位置しているものである。
【００１３】
本発明に係るインクジェット式記録装置は、請求項３又は４記載のインクジェットヘッドを備えるものである。
【００１４】
本発明に係る圧電アクチュエータの製造方法は、第１基板上に個別電極層を形成する工程と、該個別電極層上にＰｂを含む個別電極層側圧電層を形成する工程と、該個別電極層側圧電層上に、Ｐｂを含むとともにＰｂの組成率が上記個別電極層側圧電層より高い共通電極層側圧電層を形成する工程と、該共通電極層側圧電層上に共通電極層を形成する工程と、該共通電極層上に第２基板を固着する工程と、上記第１基板を除去する工程と、上記個別電極層を複数の個別電極と複数の個別電極用配線とに個別化する工程と、を備えるものである。
【００１５】
本発明に係る圧電アクチュエータの製造方法は、基板上に振動板を形成し、且つ、該振動板上に共通電極層を形成する工程又は基板上に振動板を兼ねる共通電極層を形成する工程と、上記共通電極層上にＰｂを含む共通電極層側圧電層を形成する工程と、該共通電極層側圧電層上に、Ｐｂを含むとともにＰｂの組成率が上記共通電極層側圧電層より低い個別電極層側圧電層を形成する工程と、該個別電極層側圧電層上に個別電極層を形成する工程と、該個別電極層を複数の個別電極と複数の個別電極用配線とに個別化する工程と、を備えるものである。
【００１６】
本発明に係る圧電アクチュエータの製造方法は、第１基板上に個別電極層を形成する工程と、該個別電極層上に圧電層を形成する工程と、該圧電層上に共通電極層を形成する工程と、該共通電極層上に第２基板を固着する工程と、上記第１基板を除去する工程と、上記個別電極層を複数の個別電極と複数の個別電極用配線とに個別化する工程と、上記各個別電極及び各個別電極用配線に対応する部分以外の部分に位置する上記圧電層の上記個別電極層側の表層を除去する工程と、を備えるものである。
【００１７】
本発明に係る圧電アクチュエータの製造方法は、第１基板上に個別電極層を形成する工程と、該個別電極層上に圧電層を形成する工程と、該圧電層上に共通電極層を形成する工程と、該共通電極層上に第２基板を固着する工程と、上記第１基板を除去する工程と、上記個別電極層を複数の個別電極と複数の個別電極用配線とに個別化する工程と、上記圧電層の上記各個別電極及び各個別電極用配線に対応する部分を個別化する工程と、を備えるものである。
【００１８】
【発明の効果】
本発明に係る圧電アクチュエータによれば、第２電極層側圧電層が第１電極層側圧電層よりＰｂの組成率が低いため、両電極層間に電圧を印加したときに、第２電極層側圧電層の第２電極層側の表面にＰｂが析出しにくい。したがって、第１電極層及び第２電極層間のマイグレーションを防ぐことができるとともに、インクジェットヘッドの信頼性の向上を図ることができる。
【００１９】
本発明に係る圧電アクチュエータによれば、個別電極層側圧電層が共通電極層側圧電層よりＰｂの組成率が低いため、共通電極層と個別電極層との間に電圧を印加したとき、あるいは、各個別電極に印加する電圧を個々に制御することで隣り合う個別電極間に電位差が生じたときに、個別電極層側圧電層の個別電極層側の表面にＰｂが析出しにくい。したがって、各個別電極用配線間のマイグレーションを防ぐことができる。また、インクジェットヘッドの信頼性の向上を図ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１に示すように、本実施形態に係るインクジェットヘッド１は、インクジェット式記録装置としてのインクジェットプリンタ３に組み込まれ、吐出したインク滴を紙等の記録媒体５に着弾させて記録を行うものである。
【００２１】
インクジェットヘッド１は、キャリッジ軸７に沿って往復移動するキャリッジ９に搭載され、キャリッジ９とともに主走査方向Ｘに往復運動を行う。ローラ１０は、キャリッジ９が主走査方向Ｘに一走査分移動するごとに、記録媒体５を副走査方向Ｙに搬送するように構成されている。
【００２２】
図２に示すように、インクジェットヘッド１は、共通インク室１１と複数の圧力室１９と複数のノズル１５とが形成されたヘッド本体部１７と、圧力室１９内のインクに圧力を付与する圧電アクチュエータ２１とを備えている。
【００２３】
ヘッド本体部１７の圧力室１９は、副走査方向Ｙに沿って所定間隔毎に配設されている。圧力室１９は、開口断面（ＸＹ断面）が主走査方向Ｘに細長い略矩形状に形成されている。圧力室１９の底部における長手方向の一端（図２の右側端）には、共通インク室１１につながっているインク供給口２３が形成され、その他端（図２の左側端）には、ノズル１５につながっているインク流路２５が形成されている。
【００２４】
図２〜図４に示すように、圧電アクチュエータ２１は、２μｍのＣｒからなる振動板２６と、振動板２６上に形成された厚さ５.５μｍのＣｕからなる共通電極２７と、共通電極２７上に形成された厚さ３μｍのＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃からなる圧電体２９と、圧電体２９上に形成された厚さ０．１μｍのＰｔからなる個別電極３３と、圧電体２９上に形成されるとともに個別電極３３に接続された厚さ０．１μｍのＰｔからなる個別電極用配線３４（図２では個別電極用配線を省略）とを有している。なお、本発明で言うところの第１電極層及び共通電極層は共通電極２７によって構成され、第２電極層及び個別電極層は個別電極３３及び個別電極用配線３４によって構成されている。
【００２５】
圧電体２９は下部圧電体２９ａと上部圧電体２９ｂとによって構成されている。下部圧電体２９ａは共通電極２７上に形成されている。上部圧電体２９ｂは下部圧電体２９ａ上に形成され、Ｐｂの組成率が下部圧電体２９ａのＰｂの組成率より低い。なお、本発明で言うところの共通電極層側圧電層は下部圧電体２９ａによって構成され、個別電極層側圧電層は上部圧電体２９ｂによって構成されている。
【００２６】
個別電極用配線３４は、各個別電極３３の一端と各個別電極３３のそれぞれに電圧を印加する電圧入力端子部（図示せず）とに接続されている。
【００２７】
（インクジェットヘッドの製造方法）
次に、図５及び図６を参照しながら、インクジェットヘッド１の製造方法について説明する。以下に示すインクジェットヘッド１の製造方法は、転写工法と呼ばれるものである。
【００２８】
まず、図５（ａ）に示すように、ＭｇＯ基板４７上にスパッタリングや蒸着等によりＰｔからなる上部電極４９を形成する。なお、本発明で言うところの第１基板はＭｇＯ基板４７によって構成されている。
【００２９】
次に、図５（ｂ）に示すように、上部電極４９上にスパッタリングや蒸着等によりＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃からなる上部圧電体２９ｂを成膜する。上部圧電体２９ｂの成膜温度は５９０℃である。ここで、上部圧電体２９ｂの成膜温度が後述する下部圧電体２９ａの成膜温度より高いため、上部圧電体２９ｂのＰｂの組成率が下部圧電体２９ａのＰｂの組成率より低くなる。
【００３０】
次に、図５（ｃ）に示すように、上部圧電体２９ｂ上にスパッタリングや蒸着等によりＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃からなる下部圧電体２９ａを成膜する。下部圧電体２９ａの成膜温度は５４０℃である。なお、下部圧電体２９ａをペロブスカイト型構造で成長させるためには、下部圧電体２９ａの成膜温度は５４０℃以上であることが好ましい。
【００３１】
次に、図５（ｄ）に示すように、下部圧電体２９ａ上にＣｕからなる共通電極２７を形成する。
【００３２】
次に、図６（ａ）に示すように、共通電極２７上にスパッタリングや蒸着等によりＣｒからなる振動板２６を形成する。
【００３３】
次に、図６（ｂ）に示すように、振動板２６上に圧力室１９が形成されたヘッド本体部１７を電着する。なお、本発明で言うところの第２基板はヘッド本体部１７によって構成されている。
【００３４】
次に、図６（ｃ）に示すように、ＭｇＯ基板４７をエッチング等により除去する。
【００３５】
最後に、図６（ｄ）に示すように、個別電極３３及び個別電極用配線３４を形成する部分にあたる上部電極４９をエッチング等によって個別化することにより、個別電極３３及び個別電極用配線３４を形成する。
【００３６】
（インクジェットヘッドの動作方法）
ここで、本実施形態に係るインクジェットヘッド１の動作方法を説明する。まず、共通電極２７と個別電極３３とに電圧が印加される。両電極２７，３３に電圧が印加されたことにより、圧電体２９が伸縮する。その伸縮が振動板２６に拘束されることにより、圧電アクチュエータ２１は積層方向にたわみ変形する。そのたわみ変形により圧力室１９内の容積が変化し、圧力室１９内のインクがインク流路２５を介してノズル１５から吐出される。
【００３７】
本実施形態によれば、上部圧電体２９ｂのＰｂの組成率が下部圧電体２９ａのＰｂの組成率より低いため、両電極２７，３３に電圧を印加したとき、あるいは、各個別電極３３に印加する電圧を個々に制御することで隣り合う個別電極３３間又は個別電極用配線３４間に電位差が生じたときに、上部圧電体２９ｂの上面にＰｂが析出しにくい。したがって、共通電極２７と個別電極３３及び個別電極用配線３４との間のマイグレーションを防ぐことができるとともに、インクジェットヘッド１の信頼性の向上を図ることができる。
【００３８】
また、上部圧電体２９ｂのＰｂの組成率が下部圧電体２９ａのＰｂの組成率より低いため、両電極２７，３３に電圧を印加したとき、あるいは、各個別電極３３に印加する電圧を個々に制御することで隣り合う個別電極３３間又は個別電極用配線３４間に電位差が生じたときに、上部圧電体２９ｂの上面にＰｂが析出しにくい。したがって、各個別電極用配線３４間のマイグレーションを防ぐことができる。
【００３９】
なお、本実施形態によれば、圧電体２９がＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃によって構成されているが、Ｐｂを含む圧電体、例えば、ＰｂＴｉＯ₃やＰＭＮ−ＰＺＴ等によって構成されても良い。
【００４０】
（実施形態２）
本実施形態に係る圧電アクチュエータは、いわゆる直接工法で製造されたものであり、実施形態１の圧電アクチュエータとほぼ同様の構成をとる。以下、実施形態１と異なる構成について説明する。
【００４１】
図７に示すように、圧電アクチュエータ２１は、２μｍのＣｒからなる振動板２６と、振動板２６上に形成された厚さ５.５μｍのＣｕからなる共通電極２７と、共通電極２７上に形成された厚さ５０ｎｍのＴｉからなる接着層３２と、接着層３２上に形成された厚さ０.２μｍのＰｔ−Ｔｉ合金層３６と、Ｐｔ−Ｔｉ合金層３６上に形成された厚さ５０ｎｍのＰＬＴ層２８と、ＰＬＴ層２８上に形成された厚さ３μｍのＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃からなる圧電体２９と、圧電体２９上に形成された厚さ０．２μｍのＰｔからなる個別電極３３及び個別電極３３に接続された個別電極用配線３４とを有している。
【００４２】
（インクジェットヘッドの製造方法）
次に、図８及び図９を参照しながら、インクジェットヘッド１の製造方法について説明する。以下に示すインクジェットヘッド１の製造方法は、直接工法と呼ばれるものである。
【００４３】
まず、図８（ａ）に示すように、Ｓｉ基板４８上にＣｒからなる振動板２６を形成する。
【００４４】
次に、図８（ｂ）に示すように、振動板２６上にＣｕからなる共通電極２７を形成する。
【００４５】
次に、図８（ｃ）に示すように、共通電極２７上にＴｉからなる接着層３２を形成する。
【００４６】
次に、図８（ｄ）に示すように、接着層３２上にＰｔ−Ｔｉ合金層３６を形成する。
【００４７】
次に、図８（ｅ）に示すように、Ｐｔ−Ｔｉ合金層３６上にＰＬＴ層２８を形成する。
【００４８】
次に、図９（ａ）に示すように、ＰＬＴ層２８上に、スパッタリングや蒸着等によりＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃からなる下部圧電体２９ａを成膜する。下部圧電体２９ａの成膜温度は５４０℃である。
【００４９】
次に、図９（ｂ）に示すように、下部圧電体２９ａ上に、スパッタリングや蒸着等によりＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃からなる上部圧電体２９ｂを成膜する。上部圧電体２９ｂの成膜温度は５９０℃である。
【００５０】
次に、図９（ｃ）に示すように、上部圧電体２９ｂ上に、スパッタリングや蒸着等によりＰｔからなる上部電極４９を形成する。
【００５１】
次に、図９（ｄ）に示すように、個別電極３３及び個別電極用配線３４を形成する部分にあたる上部電極４９をエッチング等によって個別化することにより、個別電極３３及び個別電極用配線３４を形成する。最後に、Ｓｉ基板４８を加工し、圧力室１９が形成されたヘッド本体部１７を形成する。なお、Ｓｉ基板４８を加工し圧力室１９を形成する際における振動板２６の損傷を防ぐために、Ｓｉ基板４８と振動板２６との間にストッパー層（図示せず）を設けても良い。
【００５２】
なお、本実施形態においても、実施形態１と同様の効果が得られる。
【００５３】
（実施形態３）
本実施形態に係る圧電アクチュエータは、個別電極及び個別電極用配線に対応した部分以外の圧電体の表層を除去したものであり、実施形態１の圧電アクチュエータとほぼ同様の構成をとる。以下、実施形態１と異なる構成について説明する。
【００５４】
図１０に示すように、圧電アクチュエータ２１は、２μｍのＣｒからなる振動板２６と、振動板２６上に形成された厚さ５.５μｍのＣｕからなる共通電極２７と、共通電極２７上に形成された厚さ３μｍのＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃からなる圧電体２９と、圧電体２９上に形成された厚さ０．１μｍのＰｔからなる個別電極３３と、圧電体２９上に形成されるとともに個別電極３３に接続された厚さ０．１μｍのＰｔからなる個別電極用配線３４とを有している。
【００５５】
圧電体２９の個別電極３３側の表層部は電極材料拡散層３０を構成している。電極材料拡散層３０とは、Ｐｔからなる上部電極４９上にＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃からなる圧電体２９を形成したときに上部電極４９の材料であるＰｔが拡散した層である。電極材料拡散層３０における個別電極３３及び個別電極用配線３４に対応した部分以外は除去されている。なお、本発明で言うところの第１圧電層は電極材料拡散層３０以外の圧電体２９によって構成され、第２圧電層は電極材料拡散層３０によって構成されている。
【００５６】
（インクジェットヘッドの製造方法）
次に、図１１及び図１２を参照しながら、インクジェットヘッド１の製造方法について説明する。
【００５７】
まず、図１１（ａ）に示すように、ＭｇＯ基板４７上にスパッタリングや蒸着等によりＰｔからなる上部電極４９を形成する。
【００５８】
次に、図１１（ｂ）に示すように、上部電極４９上にスパッタリングや蒸着等によりＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃からなる圧電体２９を形成する。また、このとき、圧電体２９の上部電極４９側の表層部には上部電極４９の材料であるＰｔが拡散する。そして、この表層部が電極材料拡散層３０を構成する。
【００５９】
次に、図１１（ｃ）に示すように、圧電体２９上にＣｕからなる共通電極２７を形成する。
【００６０】
次に、図１１（ｄ）に示すように、共通電極２７上にスパッタリングや蒸着等によりＣｒからなる振動板２６を形成する。
【００６１】
次に、図１２（ａ）に示すように、振動板２６上に圧力室１９が形成されたヘッド本体部１７を電着する。
【００６２】
次に、図１２（ｂ）に示すように、ＭｇＯ基板４７をエッチング等により除去する。
【００６３】
次に、図１２（ｃ）に示すように、個別電極３３及び個別電極用配線３４を形成する部分にあたる上部電極４９をエッチング等によって個別化することにより、個別電極３３及び個別電極用配線３４を形成する。
【００６４】
最後に、図１２（ｄ）に示すように、個別電極３３及び個別電極用配線３４に対応する部分以外の部分に位置する圧電体２９の個別電極３３側の表層部、すなわち、電極材料拡散層３０をドライエッチングにより除去する。電極材料拡散層３０の厚さは１００ｎｍである。
【００６５】
本実施形態によれば、上部電極４９上に圧電体２９を形成するときに圧電体２９の個別電極３３側の表層部に上部電極４９の材料のＰｔが拡散したとしても、個別電極３３及び個別電極用配線３４以外の部分に位置する電極材料拡散層３０が除去されているため、両電極２７，３３に電圧を印加しても、あるいは、各個別電極３３に印加する電圧を個々に制御することで隣り合う個別電極３３間又は個別電極用配線３４間に電位差が生じても、圧電体２９の上面における各個別電極用配線３４間にＰｔが析出しない。また、電極材料拡散層３０、つまり、圧電体２９の表面のみを除去しているため、エッチングによるサイドエッチやエッチング残差物の影響が少ない。したがって、各個別電極用配線３４間のマイグレーションを防ぐことができるとともに、エッチングによる信頼性の低下を防ぐことができる。
【００６６】
なお、本実施形態によれば、インクジェットヘッド１は転写工法で製造されているが、直接工法で製造されても良い。
【００６７】
また、圧電体２９を共通電極２７上に形成された第１圧電体と、該第１圧電体上に形成するとともに、Ｐｂの組成率が上記第１圧電体のＰｂの組成率よりも低い第２圧電体とによって構成しても良い。
【００６８】
（実施形態４）
本実施形態に係る圧電アクチュエータは、個別電極及び個別電極用配線に対応した部分に位置する圧電体を個別化したものであり、実施形態３の圧電アクチュエータとほぼ同様の構成をとる。以下、実施形態３と異なる構成について説明する。
【００６９】
図１３に示すように、圧電アクチュエータ２１は、２μｍのＣｒからなる振動板２６と、振動板２６上に形成された厚さ５.５μｍのＣｕからなる共通電極２７と、共通電極２７上に形成された厚さ３μｍのＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃からなる圧電体２９と、圧電体２９上に形成された厚さ０．１μｍのＰｔからなる個別電極３３と、圧電体２９上に形成されるとともに個別電極３３に接続された厚さ０．１μｍのＰｔからなる個別電極用配線３４とを有している。圧電体２９は個別電極３３及び個別電極用配線３４に対応した部分に位置するように個別化されている。
【００７０】
（インクジェットヘッドの製造方法）
次に、図１４及び図１５を参照しながら、インクジェットヘッド１の製造方法について説明する。
【００７１】
まず、図１４（ａ）に示すように、ＭｇＯ基板４７上にスパッタリングや蒸着等によりＰｔからなる上部電極４９を形成する。
【００７２】
次に、図１４（ｂ）に示すように、上部電極４９上にスパッタリングや蒸着等によりＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃からなる圧電体２９を形成する。また、このとき、圧電体２９の上部電極４９側の表層部には上部電極４９の材料であるＰｔが拡散する。そして、この表層部が電極材料拡散層３０を構成する。
【００７３】
次に、図１４（ｃ）に示すように、圧電体２９上にＣｕからなる共通電極２７を形成する。
【００７４】
次に、図１４（ｄ）に示すように、共通電極２７上にスパッタリングや蒸着等によりＣｒからなる振動板２６を形成する。
【００７５】
次に、図１５（ａ）に示すように、振動板２６上に圧力室１９が形成されたヘッド本体部１７を電着する。
【００７６】
次に、図１５（ｂ）に示すように、ＭｇＯ基板４７をエッチング等により除去する。
【００７７】
次に、図１５（ｃ）に示すように、個別電極３３及び個別電極用配線３４を形成する部分にあたる上部電極４９をエッチング等によって個別化することにより、個別電極３３及び個別電極用配線３４を形成する。
【００７８】
最後に、図１５（ｄ）に示すように、個別電極３３及び個別電極用配線３４に対応した部分に位置する圧電体２９をウェットエッチングにより個別化する。
【００７９】
本実施形態によれば、上部電極４９上に圧電体２９を形成するときに圧電体２９の個別電極３３側の表層部に上部電極４９の材料のＰｔが拡散したとしても、個別電極３３及び個別電極用配線３４以外の部分に位置する圧電体２９が除去されているため、両電極２７，３３に電圧を印加したとき、あるいは、各個別電極３３に印加する電圧を個々に制御することで隣り合う個別電極３３間又は個別電極用配線３４間に電位差が生じたときに、圧電体２９の上面における各個別電極用配線３４間にＰｔが析出しない。また、各個別電極３３及び各個別電極用配線３４に対応した箇所にしか圧電体２９が存在しないため、電圧印加時に圧電体２９全域が一様に変位し、変位しない部分が存在しない。よって、電圧印加時に圧電体２９にクラックが生じにくい。したがって、各個別電極用配線３４間のマイグレーションを防ぐことができ、また、圧電体２９のクラックの発生による信頼性低下を防ぐことができる。
【００８０】
なお、本実施形態によれば、インクジェットヘッド１は転写工法で製造されているが、直接工法で製造されても良い。
【００８１】
また、圧電体２９を、共通電極２７上に形成された下部圧電体と、該下部圧電体上に形成するとともにＰｂの組成率が上記下部圧電体のＰｂの組成率よりも低い上部圧電体とによって構成しても良い。
【００８２】
（参考例）
本参考例に係る圧電アクチュエータは、上部電極を個別電極及び個別電極用配線に個別化した後に上記個別電極及び個別電極用配線上に圧電体を形成したものであり、実施形態３の圧電アクチュエータとほぼ同様の構成をとる。以下、実施形態３と異なる構成について説明する。
【００８３】
図１６に示すように、圧電アクチュエータ２１は、２μｍのＣｒからなる振動板２６と、振動板２６上に形成された厚さ５.５μｍのＣｕからなる共通電極２７と、共通電極２７上に形成された厚さ３μｍのＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃からなる圧電体２９と、圧電体２９上に形成された厚さ０．１μｍのＰｔからなる個別電極３３と、圧電体２９上に形成されるとともに個別電極３３に接続された厚さ０．１μｍのＰｔからなる個別電極用配線３４とを有している。
【００８４】
圧電体２９の上面には電極用凹部（図示せず）及び配線用凹部３１が形成されている。電極用凹部には個別電極３３が配設され、配線用凹部３１には個別電極用配線３４が配設されている。圧電体２９の上面、個別電極３３の上面、及び個別電極用配線３４の上面は同一平面上にある。
【００８５】
圧電体２９における個別電極３３及び個別電極用配線３４の周囲部は電極材料拡散層３０を構成している。
【００８６】
（インクジェットヘッドの製造方法）
次に、図１７及び図１８を参照しながら、インクジェットヘッド１の製造方法について説明する。
【００８７】
まず、図１７（ａ）に示すように、ＭｇＯ基板４７上にスパッタリングや蒸着等によりＰｔからなる上部電極４９を形成する。
【００８８】
次に、図１７（ｂ）に示すように、個別電極３３及び個別電極用配線３４を形成する部分にあたる上部電極４９をエッチング等によって個別化することにより、個別電極３３及び個別電極用配線３４を形成する。
【００８９】
次に、図１７（ｃ）に示すように、個別電極３３、個別電極用配線３４及びＭｇＯ基板４７上にスパッタリングや蒸着等によりＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃からなる圧電体２９を形成する。また、このとき、圧電体２９における個別電極３３及び個別電極用配線３４の周囲部には、個別電極３３及び個別電極用配線３４の材料であるＰｔが拡散する。そして、この周囲部が電極材料拡散層３０を構成する。
【００９０】
次に、図１７（ｄ）に示すように、圧電体２９上にＣｕからなる共通電極２７を形成する。
【００９１】
次に、図１８（ａ）に示すように、共通電極２７上にスパッタリングや蒸着等によりＣｒからなる振動板２６を形成する。
【００９２】
次に、図１８（ｂ）に示すように、振動板２６上に圧力室１９が形成されたヘッド本体部１７を電着する。
【００９３】
最後に、図１８（ｃ）に示すように、ＭｇＯ基板４７をエッチング等により除去する。
【００９４】
本参考例によれば、上部電極４９を個別化することにより個別電極３３及び個別電極用配線３４を形成した後に、個別電極３３、個別電極用配線３４及びＭｇＯ基板４７上に圧電体２９を形成するため、圧電体２９における個別電極３３及び個別電極用配線３４の周囲部にだけ個別電極３３及び個別電極用配線３４の材料であるＰｔが拡散する。よって、両電極２７，３３に電圧を印加しても、あるいは、各個別電極３３に印加する電圧を個々に制御することで隣り合う個別電極３３間又は個別電極用配線３４間に電位差が生じても、圧電体２９の上面における各個別電極用配線３４間にＰｔが析出しない。したがって、各個別電極用配線３４間のマイグレーションを防ぐことができる。
【００９５】
なお、圧電体２９を、共通電極２７上に形成された下部圧電体と該下部圧電体上に形成するとともにＰｂの組成率が上記下部圧電体のＰｂの組成率よりも低い上部圧電体とによって構成しても良い。
【００９６】
また、上記各実施形態及び参考例によれば、振動板２６と共通電極２７とが別個に設けられているが、共通電極２７が振動板を兼ねても良い。
【００９７】
また、上記各実施形態及び参考例によれば、圧電体２９がＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃によって構成されているが、実施形態１及び２を除いて、圧電特性を有する材料ならば如何なるもので構成されても良い。また、上記各実施形態及び参考例と異なる厚みの圧電体を使用しても良い。
【００９８】
また、共通電極２７、個別電極３３、ヘッド本体部１７等は、上記各実施形態及び参考例と異なる材料や厚みのものを使用しても良い。
【００９９】
また、上記各実施形態及び参考例によれば、ヘッド本体部１７上に共通電極２７が形成されているが、ヘッド本体部１７上に個別電極３３が形成されても良い。このとき、共通電極２７は圧電体２９上に形成される。
【０１００】
また、上記各実施形態及び参考例によれば、圧電アクチュエータ２１がインクジェットヘッド１に用いられているが、これに限らず、他の機械装置に用いられても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態及び参考例に係るインクジェット式記録装置の概略構成図である。
【図２】実施形態及び参考例に係るインクジェットヘッドの一部を破断して示す斜視図である。
【図３】実施形態及び参考例に係るインクジェットヘッドの平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線の断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、実施形態１に係るインクジェットヘッドの製造工程の一部である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、実施形態１に係るインクジェットヘッドの製造工程の一部である。
【図７】実施形態２に係るインクジェットヘッドの断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は、実施形態２に係るインクジェットヘッドの製造工程の一部である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、実施形態２に係るインクジェットヘッドの製造工程の一部である。
【図１０】実施形態３に係るインクジェットヘッドの断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、実施形態３に係るインクジェットヘッドの製造工程の一部である。
【図１２】（ａ）〜（ｄ）は、実施形態３に係るインクジェットヘッドの製造工程の一部である。
【図１３】実施形態４に係るインクジェットヘッドの断面図である。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は、実施形態４に係るインクジェットヘッドの製造工程の一部である。
【図１５】（ａ）〜（ｄ）は、実施形態４に係るインクジェットヘッドの製造工程の一部である。
【図１６】参考例に係るインクジェットヘッドの断面図である。
【図１７】（ａ）〜（ｄ）は、参考例に係るインクジェットヘッドの製造工程の一部である。
【図１８】（ａ）〜（ｃ）は、参考例に係るインクジェットヘッドの製造工程の一部である。
【符号の説明】
１インクジェットヘッド
１７ヘッド本体部
２７共通電極（第１電極層）
２９圧電体
２９ａ下部圧電体
２９ｂ上部圧電体
３０電極材料拡散層
３３個別電極（第２電極層）
３４個別電極用配線（第２電極層）

Claims

第１電極層と、該第１電極層上に形成された圧電層と、該圧電層上に形成され、上記第１電極層とともに上記圧電層に電圧を印加する第２電極層とを備える圧電アクチュエータであって、
上記圧電層は、上記第１電極層上に形成され、Ｐｂを含む第１電極層側圧電層と、該第１電極層側圧電層上に形成され、Ｐｂを含むとともにＰｂの組成率が上記第１電極層側圧電層より低い第２電極層側圧電層とを有する圧電アクチュエータ。
第１電極層は共通電極層を有し、
第２電極層は、個別化された複数の個別電極と、該各個別電極と上記各個別電極に対応して設けられた複数の電圧入力端子とを繋ぐ複数の個別電極用配線とを有する請求項１記載の圧電アクチュエータ。
請求項１記載の圧電アクチュエータを備えるインクジェットヘッド。
請求項２記載の圧電アクチュエータと、
該圧電アクチュエータの第１電極層側の面又は第２電極層側の面の上に形成され、複数のノズルと該各ノズルに連通する複数の圧力室とが形成されたインク流路形成部材とを備え、
上記各個別電極は上記各圧力室に対応する部分に位置しているインクジェットヘッド。
請求項３又は４記載のインクジェットヘッドを備えるインクジェット式記録装置。
第１基板上に個別電極層を形成する工程と、
該個別電極層上にＰｂを含む個別電極層側圧電層を形成する工程と、
該個別電極層側圧電層上に、Ｐｂを含むとともにＰｂの組成率が上記個別電極層側圧電層より高い共通電極層側圧電層を形成する工程と、
該共通電極層側圧電層上に共通電極層を形成する工程と、
該共通電極層上に第２基板を固着する工程と、
上記第１基板を除去する工程と、
上記個別電極層を複数の個別電極と複数の個別電極用配線とに個別化する工程と、
を備える圧電アクチュエータの製造方法。
基板上に振動板を形成し、且つ、該振動板上に共通電極層を形成する工程又は基板上に振動板を兼ねる共通電極層を形成する工程と、
上記共通電極層上にＰｂを含む共通電極層側圧電層を形成する工程と、
該共通電極層側圧電層上に、Ｐｂを含むとともにＰｂの組成率が上記共通電極層側圧電層より低い個別電極層側圧電層を形成する工程と、
該個別電極層側圧電層上に個別電極層を形成する工程と、
該個別電極層を複数の個別電極と複数の個別電極用配線とに個別化する工程と、
を備える圧電アクチュエータの製造方法。
第１基板上に個別電極層を形成する工程と、
該個別電極層上に圧電層を形成する工程と、
該圧電層上に共通電極層を形成する工程と、
該共通電極層上に第２基板を固着する工程と、
上記第１基板を除去する工程と、
上記個別電極層を複数の個別電極と複数の個別電極用配線とに個別化する工程と、
上記各個別電極及び各個別電極用配線に対応する部分以外の部分に位置する上記圧電層の上記個別電極層側の表層を除去する工程と、
を備える圧電アクチュエータの製造方法。
第１基板上に個別電極層を形成する工程と、
該個別電極層上に圧電層を形成する工程と、
該圧電層上に共通電極層を形成する工程と、
該共通電極層上に第２基板を固着する工程と、
上記第１基板を除去する工程と、
上記個別電極層を複数の個別電極と複数の個別電極用配線とに個別化する工程と、
上記圧電層の上記各個別電極及び各個別電極用配線に対応する部分を個別化する工程と、
を備える圧電アクチュエータの製造方法。