(57)【要約】      （修正有）【課題】圧力発生室を形成した後の保護膜形成工程を無くして、耐液体性に優れた液体噴射ヘッドを形成することができる液体噴射ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が画成される流路形成基板となるベース基板の一方面に、少なくとも前記圧力発生室となる領域の外周に亘って当該圧力発生室以上の深さで凹部を形成する工程と、前記ベース基板の前記凹部内に耐液体性を有する保護層を形成して前記凹部を当該保護層で埋める工程と、前記ベース基板の前記一方面を平坦化する工程と、前記ベース基板の平坦化された面に振動板を介して圧電素子を形成する工程と、前記ベース基板の他方面を研磨して前記保護層を露出させる工程と、前記ベース基板を前記他方面側から前記保護層が残るようにエッチングして、前記保護層で側面が画成された前記圧力発生室を有する前記流路形成基板を形成する工程とを具備する。【選択図】図２
2006175652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が画成される流路形成基板となるベース基板の一方面に、少なくとも前記圧力発生室となる領域の外周に亘って当該圧力発生室以上の深さで凹部を形成する工程と、前記ベース基板の前記凹部内に耐液体性を有する保護層を形成して前記凹部を当該保護層で埋める工程と、前記ベース基板の前記一方面を平坦化する工程と、前記ベース基板の平坦化された面に振動板を介して圧電素子を形成する工程と、前記ベース基板の他方面を研磨して前記保護層を露出させる工程と、前記ベース基板を前記他方面側から前記保護層が残るようにエッチングして、前記保護層で側面が画成された前記圧力発生室を有する前記流路形成基板を形成する工程とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記ベース基板がシリコン単結晶基板からなると共に、前記保護層が二酸化シリコンからなることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項３】
請求項２において、前記保護層を形成する工程では、前記ベース基板を熱酸化する工程を含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項４】
請求項３において、前記凹部を形成する工程では、当該凹部を幅方向に複数並設すると共に、前記保護層を形成する工程では、互いに隣接する前記凹部の間を熱酸化することで、当該保護層を並設された複数の凹部に亘って形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記保護層を形成する工程では、当該保護層をＣＶＤ法により形成する工程を含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかにおいて、前記保護層が、前記ベース基板とはエッチングの選択性を有する材料からなることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかにおいて、前記保護層を形成する工程では、当該保護層を前記ベース基板の前記凹部が開口する表面に亘って形成すると共に、前記ベース基板の前記一方面を平坦化する工程では、前記保護層を前記ベース基板の表面に残すことにより、残された前記保護層で前記振動板の一部を形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかにおいて、前記凹部を形成する工程では、当該凹部を前記ベース基板の前記圧力発生室以外の前記流路形成基板となる領域に亘って形成することにより、前記流路形成基板を前記保護層で形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッドの製造方法に関し、特に、インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板の表面に圧電素子を形成して圧電素子の変位によりインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドの代表的な例であるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、この流路形成基板の一方面側に形成される圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側の面に接合されて圧電素子を封止する圧電素子保持部を有する封止基板を接合したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなインクジェット式記録ヘッドは、流路形成基板上に振動板を介して圧電素子を形成した後、流路形成基板の圧電素子とは反対側からエッチングすることにより圧力発生室を形成している。そして、圧力発生室やリザーバなどインクが接触する領域に、耐インク性を有する保護膜を形成することにより、流路形成基板のインクによる浸食を防止している。
【０００４】
しかしながら、保護膜はＣＶＤ法などにより形成することができるが、流路形成基板に圧力発生室等を形成した後に、圧力発生室の内面に保護膜を形成しようとすると、圧力発生室等の内面の全面に亘って均一な厚みの保護膜を形成するのが困難であるという問題がある。
【０００５】
また、保護膜は、振動板の圧電素子とは反対側の面にも形成されてしまい、振動板の変位特性が変更されてしまう。このため、振動板を保護膜が形成される厚さの分だけ予め薄く形成するなど、設計が煩雑であるという問題がある。
【０００６】
なお、このような問題は、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドだけでなく、他の液滴を吐出する液体噴射ヘッドの製造方法においても同様に存在する。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−８２７２２号公報（第１図、第８図及び第９頁等参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑み、圧力発生室を形成した後の保護膜形成工程を無くして、耐液体性に優れた液体噴射ヘッドを形成することができる液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が画成される流路形成基板となるベース基板の一方面に、少なくとも前記圧力発生室となる領域の外周に亘って当該圧力発生室以上の深さで凹部を形成する工程と、前記ベース基板の前記凹部内に耐液体性を有する保護層を形成して前記凹部を当該保護層で埋める工程と、前記ベース基板の前記一方面を平坦化する工程と、前記ベース基板の平坦化された面に振動板を介して圧電素子を形成する工程と、前記ベース基板の他方面を研磨して前記保護層を露出させる工程と、前記ベース基板を前記他方面側から前記保護層が残るようにエッチングして、前記保護層で側面が画成された前記圧力発生室を有する前記流路形成基板を形成する工程とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第１の態様では、圧力発生室の側面を保護層で画成することができ、流路形成基板が液体により溶解されるのを防止することができる。また、圧力発生室形成後に保護膜を形成する工程が不要となり、保護膜の形成不良や、膜厚のバラツキなどが生じることがなく、歩留まりを向上することができる。また、圧力発生室形成後に保護膜を形成しないため、保護膜が振動板に付着して圧電素子の変位特性が変化するのを防止することができる。
【００１０】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記ベース基板がシリコン単結晶基板からなると共に、前記保護層が二酸化シリコンからなることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第２の態様では、シリコン単結晶基板からなるベース基板に高精度に圧力発生室等を形成することができると共に、二酸化シリコンからなる保護層によって流路形成基板を液体から確実に保護することができる。
【００１１】
本発明の第３の態様は、第２の態様において、前記保護層を形成する工程では、前記ベース基板を熱酸化する工程を含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第３の態様では、二酸化シリコンからなる保護層を熱酸化により容易に且つ確実に形成することができる。
【００１２】
本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記凹部を形成する工程では、当該凹部を幅方向に複数並設すると共に、前記保護層を形成する工程では、互いに隣接する前記凹部の間を熱酸化することで、当該保護層を並設された複数の凹部に亘って形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第４の態様では、幅広の保護層を形成することができる。
【００１３】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記保護層を形成する工程では、当該保護層をＣＶＤ法により形成する工程を含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第５の態様では、保護層をＣＶＤ法により確実に形成することができる。
【００１４】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記保護層が、前記ベース基板とはエッチングの選択性を有する材料からなることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第６の態様では、ベース基板をエッチングする際に保護層をマスクで覆う必要がなくなると共に、圧力発生室を高精度に形成することができる。
【００１５】
本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様において、前記保護層を形成する工程では、当該保護層を前記ベース基板の前記凹部が開口する表面に亘って形成すると共に、前記ベース基板の前記一方面を平坦化する工程では、前記保護層を前記ベース基板の表面に残すことにより、残された前記保護層で前記振動板の一部を形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第７の態様では、製造工程を簡略化することができると共に、製造コストを低減することができる。
【００１６】
本発明の第８の態様は、第１〜７の何れかの態様において、前記凹部を形成する工程では、当該凹部を前記ベース基板の前記圧力発生室以外の前記流路形成基板となる領域に亘って形成することにより、前記流路形成基板を前記保護層で形成することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第８の態様では、流路形成基板が保護層で形成されることにより、ベース基板をエッチングする際のマスクが不要となり、製造工程を簡略化することができると共に製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図であり、図２は、インクジェット式記録ヘッドの圧力発生室の長手方向の断面図及びそのＡ−Ａ′断面図である。図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１００）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には二酸化シリコンからなる、厚さ０．５〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。流路形成基板１０には、複数の隔壁１１によって区画された複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に設けられた液体供給路であるインク供給路１４を介して連通されている。なお、連通部１３は、後述する保護基板のリザーバ部と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバの一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
【００１８】
また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の周囲には、外周に亘って連続した保護層２００が設けられており、保護層２００によって圧力発生室１２の側面が画成されている。また、本実施形態では、隣接する圧力発生室１２の間の隔壁１１は、保護層２００によって形成されている。さらに、同様に、流路形成基板１０に形成される連通部１３及びインク供給路１４の周囲にも連続した保護層２００が設けられており、保護層２００によって連通部１３及びインク供給路１４の側面が画成されている。
【００１９】
保護層２００は、耐インク性（体液耐性）、すなわち、圧力発生室１２に供給されるインク（液体）に対して優れた耐エッチング性を有し、特に、アルカリ性のインクに対して優れた耐エッチング性を有することが好ましい。具体的には、保護層２００は、ｐＨ８．０以上のインクによるエッチングレートが、２５℃で０．０５ｎｍ／ｄａｙ以下であることが望ましい。
【００２０】
このような保護層２００は、窒化膜又は酸化膜で形成することが好ましく、具体的な材料としては、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等が挙げられる。また、詳しくは後述するが、保護層２００は、例えば、流路形成基板１０を熱酸化することにより形成してもよいし、ＣＶＤ法（化学蒸着法）により形成してもよい。本実施形態では、流路形成基板１０を熱酸化することにより二酸化シリコンからなる保護層２００を形成した。
【００２１】
このように、圧力発生室１２等の側面を保護層２００によって画成することにより、流路形成基板１０がインクにより溶解されるのを実質的に防止することができる。これにより、圧力発生室１２の形状が長期間に亘って安定、すなわち、製造時と略同一形状に長期間維持される。また、本実施形態では、連通部１３及びインク供給路１４の側面も保護層２００によって画成するようにしたため、圧力発生室１２と同様に、連通部１３及び１４の形状も製造時と略同一形状に維持される。したがって、インク吐出特性を長期間に亘って良好に維持することができる。
【００２２】
また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０-6／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又は不錆鋼などからなる。
【００２３】
一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、厚さが例えば約１．０μｍの二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、約０．４μｍの酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）からなる絶縁体膜５５が形成されている。また、この絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、下電極膜６０は圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称する。なお、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が振動板として作用する。また、このような各圧電素子３００の上電極膜８０には、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０がそれぞれ接続され、このリード電極９０を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加されるようになっている。
【００２４】
また、流路形成基板１０上の圧電素子３００側の面には、圧電素子３００に対向する領域にその運動を阻害しない程度の空間を確保可能な圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。圧電素子３００は、この圧電素子保持部３１内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。さらに、保護基板３０には、流路形成基板１０の連通部１３に対応する領域にリザーバ部３２が設けられている。このリザーバ部３２は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の並設方向に沿って設けられており、上述したように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。
【００２５】
なお、保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることがより好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００２６】
また、保護基板３０上には、圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ１１０が実装されている。そして、各圧電素子３００から圧電素子保持部３１の外側まで引き出された各リード電極９０の先端部と、駆動ＩＣ１１０とが駆動配線１２０を介して電気的に接続されている。
【００２７】
さらに、保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３２の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
【００２８】
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、図示しない駆動ＩＣからの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００２９】
ここで、このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法について、図３〜図５を参照して説明する。なお、図３〜図５は、圧力発生室１２の幅方向の断面図である。まず、図３（ａ）に示すように、流路形成基板１０が形成されるシリコン単結晶基板からなるベース基板２１０の圧力発生室１２が形成される領域の外周に亘って凹部１５を形成する。この凹部１５は、後の工程で凹部１５内に保護層２００を形成することにより、保護層２００が圧力発生室１２の側面を画成するため、形成する圧力発生室１２の深さよりも深く形成する。また、本実施形態では、図示しないが、圧力発生室１２以外のインクに接触する領域、すなわち、連通部１３及びインク供給路１４の外周にも連続した凹部１５を形成する。なお、このような凹部１５は、例えば、ベース基板２１０を所定のマスクを介して異方性ウェットエッチング又は異方性ドライエッチングすることにより形成することができる。
【００３０】
次に、図３（ｂ）に示すように、ベース基板２１０の凹部１５内に凹部１５を埋めるように保護層２００を形成する。本実施形態では、例えば、ベース基板２１０を約１１００℃の高圧酸化炉で熱酸化することにより、二酸化シリコンからなる膜を成長させて、凹部１５の内面に二酸化シリコンからなる保護層２００を形成することで、二酸化シリコンからなる保護層２００で凹部１５を埋めた。また、詳しくは後述するが、二酸化シリコンからなる保護層２００は、ベース基板２１０の表面にも形成され、ベース基板２１０の表面に形成された保護層２００の一部が弾性膜５０となる。また、本実施形態では、ベース基板２１０として、板厚が約６２５μｍと比較的厚く剛性の高いものを用いている。
【００３１】
このように、ベース基板２１０を熱酸化すると、二酸化シリコンからなる保護層２００は、凹部１５の表面より深く形成される。すなわち、ベース基板２１０を熱酸化することによって形成された保護層２００は、凹部１５よりも幅広で且つ深く形成される。このため、ベース基板２１０に凹部１５を形成する際に、予め保護層２００が形成される大きさを考慮して、凹部１５の幅及び深さを設計する必要がある。
【００３２】
また、ベース基板２１０を熱酸化することにより、凹部１５を二酸化シリコンからなる保護層２００で埋めることができるのは、凹部１５の幅が５μｍ以下の場合である。また、凹部１５の幅が５μｍ以上の場合には、ベース基板２１０を熱酸化して、凹部１５の表面に二酸化シリコンからなる膜を形成後、ＣＶＤ法（化学蒸着法）によってさらに二酸化シリコンからなる膜を形成することで、凹部１５を保護層２００で埋めることができる。この場合には、熱酸化及びＣＶＤ法によって形成した保護層２００で埋めることができる凹部１５の幅は１０μｍ以下である。勿論、保護層２００をＣＶＤ法だけで形成してもよい。保護層２００をＣＶＤ法で形成する場合には、保護層２００として、例えば、窒化シリコン、五酸化タンタル、酸化アルミニウム等を用いることもできる。勿論、保護層２００を熱酸化した二酸化シリコン層と、ＣＶＤ法によって形成した他の材料からなる層とで積層するようにしてもよい。
【００３３】
さらに、保護層２００を形成したい領域が１５μｍ以上の幅の場合には、保護層２００を形成したい領域に凹部１５を幅方向に所定の間隔で並設して、ベース基板２１０を熱酸化するようにすればよい。すなわち、隣接する凹部１５の間が熱酸化されるため、複数の凹部１５に亘って１つの保護層２００を一体的に形成することができる。例えば、ベース基板２１０を熱酸化することにより、表面から１．５μｍ深く二酸化シリコンが形成される場合には、隣接する凹部１５の間隔を３μｍ以下とすればよい。
【００３４】
次に、図３（ｃ）に示すように、ベース基板２１０の保護層２００が形成された面を平坦化する。本実施形態では、ベース基板２１０上の保護層２００の一部が所定の厚さで残留するように研磨することで、残留した保護層２００の一部を弾性膜５０とした。なお、本実施形態では、ベース基板２１０上に保護層２００の一部が所定の厚さで残留するように研磨したが、特にこれに限定されず、例えば、ベース基板２１０の表面が露出するまで研磨するようにしてもよい。この場合、ベース基板２１０を再度熱酸化することで弾性膜５０を形成することができる。勿論、弾性膜５０は、ＣＶＤ法によって形成するようにしてもよい。
【００３５】
次に、図３（ｄ）に示すように、弾性膜５０上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成する。具体的には、まず、弾性膜５０上に、例えば、ＤＣスパッタ法によりジルコニウム層を形成し、このジルコニウム層を熱酸化することにより酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成する。次いで、図３（ｅ）に示すように、絶縁体膜５５上に下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を順次成膜及びパターニングすることにより、圧電素子３００を形成する。この下電極膜６０の材料としては、白金、イリジウム等が好適である。これは、スパッタリング法やゾル−ゲル法で成膜する後述の圧電体層７０は、成膜後に大気雰囲気下又は酸素雰囲気下で６００〜１０００℃程度の温度で焼成して結晶化させる必要があるからである。すなわち、下電極膜６０の材料は、このような降温、酸素雰囲気下で導電性を保持できなければならず、本実施形態のように、圧電体層７０としてチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用いる場合には、酸化鉛の拡散による導電性の変化が少ないことが望ましく、これらの理由から白金、イリジウム等が好適である。例えば、本実施形態では、白金とイリジウムとからなる下電極膜６０をスパッタリングにより形成している。
【００３６】
また、圧電体層７０としては、チタン酸ジルコン酸鉛系の材料がインクジェット式記録ヘッドに使用する場合には好適である。そして、例えば、本実施形態では、金属有機物を触媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層７０を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層７０を形成している。なお、圧電体層７０の材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛に限定されず、例えば、リラクサ強誘電体（例えば、ＰＭＮ−ＰＴ、ＰＺＮ-ＰＴ、ＰＮＮ-ＰＴ等）等の他の圧電材料を用いてもよい。また、圧電体層７０の製造方法は、ゾル−ゲル法に限定されず、例えば、ＭＯＤ（Metal-Organic Decomposition）法等を用いてもよい。
【００３７】
上電極膜８０は、導電性の高い材料で形成すればよく、例えば、アルミニウム、金、ニッケル、白金、イリジウム等の多くの金属や、導電性酸化物等を使用できる。本実施形態では、白金をスパッタリングにより形成している。
【００３８】
次いで、図４（ａ）に示すように、リード電極９０を形成する。具体的には、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０をベース基板２１０の全面に亘って形成すると共に、各圧電素子３００毎にパターニングする。
【００３９】
そして、図４（ｂ）に示すように、ベース基板２１０の圧電素子３００側に、圧電素子保持部３１等が予め形成された保護基板３０を接合する。なお、この保護基板３０は、例えば、４００μｍ程度の厚さを有するため、保護基板３０を接合することによってベース基板２１０の剛性が補強されることになる。
【００４０】
次いで、図４（ｃ）に示すように、ベース基板２１０の凹部１５が形成された面とは反対側を研磨して、ベース基板２１０を所望の厚さ、本実施形態では、１００μｍ程度の厚さとする。上述したように、凹部１５は、圧力発生室１２の深さ、すなわち、最終的な流路形成基板１０の厚さよりも深く形成されている。したがって、ベース基板２１０を研磨して所望の厚さとすることにより、凹部１５の底面側が開口して保護層２００が露出される。
【００４１】
次いで、図５（ａ）に示すように、ベース基板２１０の圧電素子３００が設けられた面とは反対側の面に、例えば、ＴＥＯＳ−ＣＶＤ法により低温（３５０〜５００℃）で二酸化シリコン膜を形成すると共に二酸化シリコン膜をパターニングしてマスク５６を形成する。このようにＴＥＯＳ−ＣＶＤ法により低温でマスク５６を形成することで、圧電素子３００への熱によるダメージを無くすことができる。なお、マスク５６は、圧力発生室１２となる領域のそれぞれが独立した開口となるようにパターニングしてもよいが、本実施形態では、マスク５６を複数の圧力発生室１２に対して１つの大きな開口となるように形成している。これは、隔壁１１がベース基板２１０とのエッチングの選択性を有する二酸化シリコンからなる保護層２００で形成されているため、保護層２００をマスク５６で覆わなくても、保護層２００がエッチングされないため保護層２００によって側面が画成された圧力発生室１２を高精度に形成することができるからである。また、インク供給路１４についても同様である。
【００４２】
次いで、図５（ｂ）に示すように、ベース基板２１０をマスク５６を介してＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチングすることにより、圧力発生室１２が形成された流路形成基板１０とする。このとき、保護層２００の側面が露出されるため、圧力発生室１２は、保護層２００によって側面が画成される。また、同時に、保護層２００によって側面が画成された連通部１３及びインク供給路１４も形成される。
【００４３】
その後は、流路形成基板１０の保護基板３０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板３０にコンプライアンス基板４０を接合して本実施形態のインクジェット式記録ヘッドとする。なお、実際には、ベース基板２１０は一枚のシリコンウェハからなり、上述した一連のプロセスによって一枚のシリコンウェハからなるベース基板２１０上に多数のチップを同時に形成し、プロセス終了後、図１に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０毎に分割する。
【００４４】
以上説明したように、本発明の製造方法によれば、圧力発生室１２同士を画成する隔壁１１、連通部１３及びインク供給路１４などのインクと接する面が耐インク性を有する二酸化シリコンで形成されているので、圧力発生室１２を有する流路形成基板１０を形成した後に、圧力発生室１２の内面等のインクが接触する領域に耐インク性を有する保護膜等を形成する工程を別途設ける必要がなくなる。このため、保護膜の形成不良や、膜厚のバラツキなどが生じることがなく、歩留まりを向上することができる。また、保護膜が弾性膜５０に形成されることがなく、圧電素子の変位特性を変化させることがない。さらに、振動板の厚さを予め保護膜の分だけ薄く形成することがなく、振動板の設計を容易に行うことができる。また、耐インク性を有する保護膜として二酸化シリコンを熱酸化により形成する場合に、流路形成基板１０の一方の面上に圧電素子３００を形成した後にシリコン単結晶基板を熱酸化させて保護膜を形成する必要が無いので、例えば二酸化シリコンを形成する際の高温（例えば、１１００℃）による圧電素子３００の破壊という不具合も生じることがない。
【００４５】
（実施形態２）
図６は、本発明の実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの圧力発生室の長手方向の断面図である。図６に示すように、本実施形態の流路形成基板１０Ａは、全体が二酸化シリコンからなる保護層２００によって形成されている。このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法について詳細に説明する。なお、図７は、インクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す圧力発生室の幅方向の断面図である。まず、図７（ａ）に示すように、流路形成基板１０Ａが形成されるシリコン単結晶基板からなるベース基板２１０の圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４が形成される外周に亘って凹部１５を形成する。また、本実施形態では、ベース基板２１０の流路形成基板１０Ａとなる領域にも複数の凹部１５ａ〜１５ｃを形成する。この凹部１５ａ〜１５ｃは、後の工程でベース基板２１０を熱酸化した際に、凹部１５ａ〜１５ｃの間の領域も保護層２００となる所定の間隔で形成する。
【００４６】
次に、図７（ｂ）に示すように、ベース基板２１０を熱酸化することにより二酸化シリコンからなる保護層２００を形成する。このとき、凹部１５ａ〜１５ｃの間も保護層２００となって、流路形成基板１０Ａとなる領域の全てが保護層２００で形成される。
【００４７】
その後は、上述した実施形態１と同様に、保護層２００の表面を平坦化して弾性膜５０を形成し、弾性膜５０上に絶縁体膜５５、圧電素子３００及びリード電極９０を形成する。そして、ベース基板２１０の圧電素子３００側に保護基板３０を接合し、ベース基板２１０の圧電素子３００とは反対側の面を研磨して、図７（ｂ）に示すように、ベース基板２１０を所定の厚さとする。
【００４８】
次に、図７（ｄ）に示すように、ベース基板２１０を異方性エッチングすることにより、ベース基板２１０の保護層２００以外の領域が除去され、保護層２００だけが残留して保護層２００で形成された流路形成基板１０Ａが形成される。これと同時に、保護層２００で側面が画成された圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４が形成される。その後は、上述した実施形態１と同様に、流路形成基板１０Ａ（保護層２００）の保護基板３０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板３０にコンプライアンス基板４０を接合して、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドとする。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態の製造方法では、流路形成基板１０Ａ全体を保護層２００で形成することができるため、流路形成基板１０Ａのインクによる浸食をより確実に防止することができる。また、流路形成基板１０Ａ全体を保護層２００で形成することにより、圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４を形成する際の所定パターンのマスクが不要となり、製造工程を簡略化することができると共に製造コストを低減することができる。
【００５０】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態１及び２では、圧力発生室１２の側面を画成する隔壁１１を保護層２００で形成するようにしたが、特にこれに限定されず、隔壁１１の少なくとも圧力発生室１２側が保護層２００が形成されていればよい。
【００５１】
また、上述した実施形態１及び２では、インクジェット式記録ヘッドを例示して本発明を説明したが、勿論、インク以外の液体を噴射するものにも適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図３】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図４】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図５】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図６】実施形態２に係る記録ヘッドの断面図である。
【図７】実施形態２に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０、１０Ａ  流路形成基板、  １１  隔壁、  １２  圧力発生室、  １５、１５ａ〜１５ｃ  凹部、  ２０  ノズルプレート、  ２１  ノズル開口、  ３０  保護基板、  ３１  圧電素子保持部、  ３２  リザーバ部、  ４０  コンプライアンス基板、  ５０  弾性膜、  ５５  絶縁体膜、  ６０  下電極膜、  ７０  圧電体膜、  ８０  上電極膜、１００  リザーバ、  ２００  保護層、２１０  ベース基板、  ３００  圧電素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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