(57)【要約】【課題】  ノズルピッチを小さくしても、駆動回路部（ドライバＩＣ）と駆動素子（圧電素子）とを接続する際の作業性を低下させることなく接続作業を行うことができ、優れた信頼性を有し、かつ歩留まりよく製造できる液滴吐出ヘッドを提供する。【解決手段】  本発明の液滴吐出ヘッドは液滴を吐出するノズル開口１５に連通する圧力発生室１２と、該圧力発生室１２の外側に配設されて該圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧電素子３００と、該圧電素子３００を挟んで前記圧力発生室１２と反対側に設けられたリザーバ形成基板２０とを備え、前記リザーバ形成基板２０上に前記圧電素子３００に電気信号を供給する駆動回路部２００Ａが設けられており、前記駆動回路部２００Ａと前記圧電素子３００の上電極膜８０とを電気的に接続するための導電部材３６が、前記リザーバ形成基板２０を厚さ方向に貫通する接続孔２０ａ内に設けられていることを特徴とする。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室の外側に配設されて該圧力発生室に圧力変化を生じさせる駆動素子と、該駆動素子を挟んで前記圧力発生室と反対側に設けられた保護基板とを備え、
前記保護基板を挟んで前記駆動素子と反対側に、前記駆動素子に電気信号を供給する駆動回路部が設けられており、
前記駆動回路部と前記駆動素子の回路接続部とを電気的に接続するための導電部材が、前記保護基板を厚さ方向に貫通する接続孔内に設けられていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
複数の前記ノズル開口と、前記各ノズル開口に対応する前記圧力発生室及び前記駆動素子を備え、
前記保護基板に、前記各駆動素子に対応する複数の前記接続孔が設けられており、
前記各接続孔内に配された導電部材を介して前記駆動回路部と前記各駆動素子とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記保護基板の前記駆動素子側に、当該駆動素子を収容するとともに前記圧力発生室との間に密閉する凹形状の素子保持部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記駆動素子が、前記素子保持部から一部外側へ延出して配置されており、当該延出部位が前記回路接続部とされて前記導電部材と電気的に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記導電部材の前記駆動素子側の端部と、前記駆動素子の回路接続部とが、ろう材又は導電性接着剤を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
前記導電部材が、ろう材又は導電性樹脂材からなることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
前記導電部材の前記駆動回路部側の端部に、前記保護基板上に形成された配線パターンが電気的に接続されており、
前記配線パターン上に前記駆動回路部が実装されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
前記配線パターン上に、前記駆動回路部がフリップチップ実装されていることを特徴とする請求項７に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室の外側に配設されて該圧力発生室に圧力変化を生じさせる駆動素子と、該駆動素子を挟んで前記圧力発生室と反対側に設けられた保護基板と、該保護基板を挟んで前記駆動素子と反対側に設けられて前記駆動素子に電気信号を供給する駆動回路部とを備えた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記保護基板に、該保護基板を貫通する接続孔を形成する工程と、
前記接続孔の内部に導電部材を設ける工程と、
を含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記接続孔をドライエッチング法により形成することを特徴とする請求項９に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記導電部材を設けるに際して、前記開口部に対し液状のろう材又は導電性樹脂材を注入することを特徴とする請求項９又は１０に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
板状の基材を部分的に除去することで複数の前記圧力発生室と、該複数の圧力発生室に連通されたリザーバとを有する流路形成基板を作製する工程と、
前記流路形成基板上の前記圧力発生室に対応する位置に前記駆動素子を配設する工程と、
前記駆動素子を覆うように前記流路形成基板上に前記保護基板を接合する工程と、を含み、
前記流路形成基板と前記保護基板とを接合するに際して、
前記保護基板に設けられた導電部材の一端側、又は前記流路形成基板上に配設された駆動素子の回路接続部に、ろう材又は導電性接着剤からなる接合材を配置し、当該接合材を介して前記導電部材と前記駆動素子とを電気的に接続することを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１３】
請求項１から８のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドを具備したことを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッド及びその製造方法、並びに液滴吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像の形成やマイクロデバイスの製造に際して液滴吐出法（インクジェット法）が提案されている。この液滴吐出法は、画像形成のためのインクやデバイスを形成するための材料を含む機能液を液滴状にして液滴吐出ヘッドより吐出して基体上に所望のパターンを形成する方法である。
下記特許文献には、液滴吐出ヘッド（インクジェット式記録ヘッド）に関する技術の一例が開示されている。この特許文献に開示されている液滴吐出ヘッドにおいては、駆動回路部（ドライバＩＣ）と駆動素子（圧電素子）とがワイヤボンディングの手法によって接続されている。
【特許文献１】特開２０００−１２７３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、液滴吐出法に基づいて画像形成やマイクロデバイス製造を行う方法にあっては、画像の高精細化やマイクロデバイスの微細化を実現するために、液滴吐出ヘッドに設けられたノズル開口部同士の間の距離（ノズルピッチ）をできるだけ小さく（狭く）することが好ましい。上記圧電素子はノズル開口部に対応して複数形成されるため、ノズルピッチを小さくすると、そのノズルピッチに応じて圧電素子同士の間の距離も小さくする必要がある。ところが、圧電素子同士の間の距離が小さくなると、それら複数の圧電素子のそれぞれとドライバＩＣとをワイヤボンディングの手法によって接続することが困難となる。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ノズルピッチを小さくしても、駆動回路部（ドライバＩＣ）と駆動素子（圧電素子）とを接続する際の作業性を低下させることなく接続作業を行うことができ、優れた信頼性を有し、かつ歩留まりよく製造できる液滴吐出ヘッドとその製造方法を提供することを目的としている。また本発明は、上記液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室の外側に配設されて該圧力発生室に圧力変化を生じさせる駆動素子と、該駆動素子を挟んで前記圧力発生室と反対側に設けられた保護基板とを備え、前記保護基板を挟んで前記駆動素子と反対側に、前記駆動素子に電気信号を供給する駆動回路部が設けられており、前記駆動回路部と前記駆動素子の回路接続部とを電気的に接続するための導電部材が、前記保護基板を厚さ方向に貫通する接続孔内に設けられていることを特徴とする液滴吐出ヘッドを提供する。
この構成によれば、前記保護基板を挟んで両側にそれぞれ設けられた駆動回路部と駆動素子とを、保護基板を貫通する接続孔内に設けた導電部材により電気的に接続するので、ノズル開口の狭小化により駆動素子が狭小化され、ワイヤボンディングでは接続が極めて困難になった場合にも、前記接続孔の狭小化を容易に行うことができ、駆動素子と駆動回路部とを高い接続信頼性をもって容易に接続することができるため、高精細の液滴吐出ヘッドを提供することができる。
また、ワイヤボンディングにより両者を接続する構造では必須のワイヤを引き回すための空間が不要であり、液滴吐出ヘッドを薄型化することができる。さらに、駆動回路部が保護基板上に実装されている構造を採ることができるため、駆動回路部を含めた液滴吐出ヘッド全体の薄型化、コンパクト化に有利な構成となっている。
【０００６】
本発明の液滴吐出ヘッドでは、複数の前記ノズル開口と、前記各ノズル開口に対応する前記圧力発生室及び前記駆動素子を備え、前記保護基板に、前記各駆動素子に対応する複数の前記接続孔が設けられており、前記各接続孔内に配された導電部材を介して前記駆動回路部と前記各駆動素子とが電気的に接続されている構成とすることができる。すなわち本発明は、複数のノズル開口が配列形成され、各ノズル開口に対応して圧力発生室及び駆動素子が配列形成されている液滴吐出ヘッドに特に好適に用いることができる。
【０００７】
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記保護基板の前記駆動素子側に、当該駆動素子を収容するとともに前記圧力発生室との間に密閉する凹形状の素子保持部が形成されている構成とすることができる。
このような構成とすることで、駆動素子を保護基板と圧力発生室との間に密閉することができるため、外部環境に起因する駆動素子の劣化等を防止して信頼性に優れた液滴吐出ヘッドとすることができる。
【０００８】
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記駆動素子が、前記素子保持部から一部外側へ延出して配置されており、当該延出部位が前記回路接続部とされて前記導電部材と電気的に接続されている構成とすることもできる。
この構成によれば、駆動素子の全体を素子保持部内に密閉することができるため、より効果的に駆動素子の劣化や破壊等を防止することができ、さらに優れた信頼性を有する液滴吐出ヘッドを提供することができる。
【０００９】
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記導電部材の前記駆動素子側の端部と、前記駆動素子の回路接続部とが、ろう材又は導電性接着剤を介して電気的に接続されている構成とすることができる。この構成によれば、駆動素子と導電部材との接続信頼性を容易に確保することができる。前記導電性接着剤としては、異方性導電材料（異方性導電フィルムや異方性導電ペースト等）からなるものを用いることが好ましい。異方性導電材料を介した電気的接続は狭ピッチで設けられた端子間の電気的接続に好適であり、また優れた接続信頼性を得られるからである。
【００１０】
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記導電部材が、ろう材又は導電性樹脂材からなることが好ましい。ろう材や導電性樹脂材のような液状体でハンドリング可能な材料を用いることで、狭小な接続孔に対して確実にかつ容易に前記液状体を注入することができるので、導電部材を効率よく形成することができ、製造容易性に優れた液滴吐出ヘッドとすることができる。
【００１１】
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記導電部材の前記駆動回路部側の端部に、前記保護基板上に形成された配線パターンが電気的に接続されており、前記配線パターン上に前記駆動回路部が実装されている構成とすることが好ましい。
この構成によれば、保護基板上に駆動回路部が実装され、全体的に薄型化、コンパクト化された液滴吐出ヘッドを提供することができる。また駆動回路部と導電部材との間に配線パターンを介しているので、駆動素子のピッチに合わせて形成される導電部材のピッチに駆動回路部の端子ピッチを合わせる必要が無くなり、駆動回路部の低コスト化を図ることができる。
【００１２】
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記配線パターン上に、前記駆動回路部がフリップチップ実装されていることが好ましい。この構成によれば、駆動回路部と配線パターンとの電気的接続を作業性よく良好に行うことができる。またフリップチップ実装は狭ピッチの配線パターンに対する実装に好適である。
【００１３】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室の外側に配設されて該圧力発生室に圧力変化を生じさせる駆動素子と、該駆動素子を挟んで前記圧力発生室と反対側に設けられた保護基板と、該保護基板を挟んで前記駆動素子と反対側に設けられて前記駆動素子に電気信号を供給する駆動回路部とを備えた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記保護基板に、該保護基板を貫通する接続孔を形成する工程と、前記接続孔の内部に導電部材を設ける工程と、を含むことを特徴とする。
この製造方法によれば、前記駆動素子と駆動回路部とを、保護基板の接続孔に埋設した導電部材を介して接続した構造を具備した液滴吐出ヘッドを製造することができる。前記保護基板に接続孔を設ける構成とすれば、ワイヤボンディングのように駆動素子の近傍でツールを動作させる必要もないため、駆動素子が狭小化されてワイヤボンディングが困難な場合にも駆動素子と駆動回路部との電気的接続を作業性よく良好に行うことができる。
【００１４】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法では、前記接続孔をドライエッチング法により形成することが好ましい。ドライエッチング法により形成することで、接続孔の開口端における平面積を抑えつつ深い貫通孔を形成することが可能になり、ノズル開口の狭ピッチ化に伴う駆動素子の狭ピッチ化への対応が容易になる。
【００１５】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法では、前記導電部材を設けるに際して、前記開口部に対し液状のろう材又は導電性樹脂材を注入することが好ましい。この製造方法によれば、保護基板の厚さが数μｍ程度もある場合にも効率よく確実に接続孔内に導電部材を形成することができ、もって信頼性に優れた液滴吐出ヘッドを製造することができる。
【００１６】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法では、板状の基材を部分的に除去することで複数の前記圧力発生室と、該複数の圧力発生室に連通されたリザーバとを有する流路形成基板を作製する工程と、前記流路形成基板上の前記圧力発生室に対応する位置に前記駆動素子を配設する工程と、前記駆動素子を覆うように前記流路形成基板上に前記保護基板を接合する工程と、を含み、前記流路形成基板と前記保護基板とを接合するに際して、前記保護基板に設けられた導電部材の一端側、又は前記流路形成基板上に配設された駆動素子の回路接続部に、ろう材又は導電性接着剤からなる接合材を配置し、当該接合材を介して前記導電部材と前記駆動素子とを電気的に接続することもできる。
この製造方法によれば、複数の圧力発生室が区画形成された流路形成基板上に駆動素子を形成し、この駆動素子が形成された流路形成基板に対して、導電部材が埋設された保護基板を接合して液滴吐出ヘッドを得るので、駆動素子と導電部材との接続を作業性よく確実に行うことができ、電気的信頼性に優れた液滴吐出ヘッドを効率よく製造することができる。
【００１７】
本発明の液滴吐出装置は、先に記載の本発明の液滴吐出ヘッドを具備したことを特徴とする。この構成によれば、狭ノズルピッチの液滴吐出ヘッドを具備し、高精細の画像形成やマイクロデバイス形成を液滴吐出法により良好に行うことができる液滴吐出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。
【００１９】
＜液滴吐出ヘッド＞
液滴吐出ヘッドの一実施形態について図１から図３を参照しつつ説明する。図１は液滴吐出ヘッドの一実施形態を示す斜視構成図、図２は液滴吐出ヘッドを下側から見た斜視構成図の一部破断図、図３は図１のＡ−Ａ線に沿う断面構成図である。
【００２０】
本実施形態の液滴吐出ヘッド１は、機能液を液滴状にしてノズルから吐出するものである。図１から図３に示すように、液滴吐出ヘッド１は、液滴が吐出されるノズル開口１５を備えたノズル基板１６と、ノズル基板１６の上面に接続されてインク流路を形成する流路形成基板１０と、流路形成基板１０の上面に接続されて圧電素子（駆動素子）３００の駆動によって変位する振動板４００と、振動板４００の上面に接続されてリザーバ１００を形成するリザーバ形成基板（保護基板）２０と、リザーバ形成基板２０上に設けられた前記圧電素子３００を駆動するための４個の駆動回路部（ドライバＩＣ）２００Ａ〜２００Ｄと、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄと圧電素子３００とを電気的に接続するための配線パターン（導電パターン）３４とを備えて構成されている。
【００２１】
液滴吐出ヘッド１の動作は、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄに接続された図示略の外部コントローラによって制御される。図２に示す流路形成基板１０には、複数の平面視略櫛歯状の開口領域が区画形成されており、これらの開口領域のうち、Ｘ軸方向に延びて形成された部分が、ノズル基板１６と振動板４００とにより囲まれて圧力発生室１２を形成する。液滴吐出ヘッド１の動作時には圧力発生室１２に機能液を収容し、圧力発生室１２に印加される圧力によってノズル開口１５から機能液を吐出するようになっている。
また、上記平面視略櫛歯状の開口領域のうち、図示Ｙ方向に延びて形成された部分が、リザーバ形成基板２０と流路形成基板１０とにより囲まれてリザーバ１００を形成している。リザーバ１００は、圧力発生室１２に供給するための機能液を予備的に保持するものである。
【００２２】
図２及び図３に示すように、流路形成基板１０の図示下面側（−Ｚ側）は開口しており、その開口を覆うようにノズル基板１６が流路形成基板１０の下面に接続されている。流路形成基板１０の下面とノズル基板１６とは、例えば接着剤や熱溶着フィルム等を介して固定されている。ノズル基板１６には、液滴を吐出する複数のノズル開口１５が設けられている。
具体的には、ノズル基板１６に設けられた複数のノズル開口１５はＹ軸方向に配列されており、本実施形態では、ノズル基板１６上の複数の領域に配列された一群のノズル開口１５を、それぞれ第１ノズル開口群１５Ａ、第２ノズル開口群１５Ｂ、第３ノズル開口群１５Ｃ、及び第４ノズル開口群１５Ｄと称する。
【００２３】
第１ノズル開口群１５Ａと第２ノズル開口群１５ＢとはＸ軸方向に関して互いに対向するように配置されている。第３ノズル開口群１５Ｃは第１ノズル開口群１５Ａの＋Ｙ側に設けられており、第４ノズル開口群１５Ｄは第２ノズル開口群１５Ｂの＋Ｙ側に設けられている。これら第３ノズル開口群１５Ｃと第４ノズル開口群１５ＤとはＸ軸方向に関して互いに対向するように配置されている。
なお、図２では各ノズル開口群１５Ａ〜１５Ｄのそれぞれは６個のノズル開口１５によって構成されているように示されているが、実際には、各ノズル開口群は例えば７２０個程度のノズル開口１５によって構成されるものである。
【００２４】
流路形成基板１０の内側には、その中央部からＸ方向に延びる複数の隔壁１１が形成されている。本実施形態の場合、流路形成基板１０はシリコンによって形成されており、複数の隔壁１１は、流路形成基板１０の母材であるシリコン単結晶基板を異方性エッチングにより部分的に除去して形成されたものである。複数の隔壁１１を有する流路形成基板１０と、ノズル基板１６と、振動板４００とにより区画された複数の空間が圧力発生室１２である。
【００２５】
各圧力発生室１２は、複数のノズル開口１５に対応して設けられている。すなわち、圧力発生室１２は、第１〜第４ノズル開口群１５Ａ〜１５Ｄのそれぞれを構成する複数のノズル開口１５に対応するように、Ｙ軸方向に複数並んで設けられている。そして、第１ノズル開口群１５Ａに対応して複数形成された圧力発生室１２が第１圧力発生室群１２Ａを構成し、第２ノズル開口群１５Ｂに対応して複数形成された圧力発生室１２が第２圧力発生室群１２Ｂを構成し、第３ノズル開口群１５Ｃに対応して複数形成された圧力発生室１２が第３圧力発生室群１２Ｃを構成し、第４ノズル開口群１５Ｄに対応して複数形成された圧力発生室１２が第４圧力発生室群１２Ｄを構成している。
第１圧力発生室群１２Ａと第２圧力発生室群１２ＢとはＸ軸方向に関して互いに対向するように配置されており、それらの間には隔壁１０Ｋが形成されている。同様に、第３圧力発生室群１２Ｃと第４圧力発生室群１２Ｄとの間にも隔壁１０Ｋが形成されており、それらはＸ軸方向に関して互いに対向するように配置されている。
【００２６】
第１圧力発生室群１２Ａを形成する複数の圧力発生室１２の基板中央部側（−Ｘ側）の端部は上述した隔壁１０Ｋによって閉塞されているが、基板外縁部側（＋Ｘ側）の端部は互いに接続するように集合され、リザーバ１００と接続されている。リザーバ１００は、図１及び図３に示す機能液導入口２５と圧力発生室１２との間で機能液を一時的に保持するものであって、リザーバ形成基板２０にＹ軸方向に延びるように形成されたリザーバ部２１と、流路形成基板１０にＹ軸方向に延びるように形成されてリザーバ部２１と各圧力発生室１２のそれぞれとを接続する連通部１３とから構成されている。すなわち、リザーバ１００は、第１圧力発生室群１２Ａを構成する複数の圧力発生室１２の共通の機能液保持室（インク室）となっている。図３に示す機能液の経路をみると、機能液導入口２５より導入された機能液は、導入路２６を経てリザーバ１００に流れ込み、供給路１４を経て、第１圧力発生室群１２Ａを構成する複数の圧力発生室１２のそれぞれに供給されるようになっている。
【００２７】
また、第２、第３、第４圧力発生室群１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄのそれぞれを構成する圧力発生室１２のそれぞれにも、上述と同様のリザーバ１００が接続されており、それぞれ供給路１４を介して連通された圧力発生室群１２Ｂ〜１２Ｄに供給される機能液の一時貯留部を構成している。
【００２８】
流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０との間に配置された振動板４００は、流路形成基板１０側から順に弾性膜５０と、下電極膜６０とを積層した構造を備えている。流路形成基板１０側に配される弾性膜５０は、例えば１〜２μｍ程度の厚さの酸化シリコン膜からなるものであり、下電極膜６０は、例えば０．２μｍ程度の厚さの金属膜からなるものである。本実施形態において、下電極膜６０は、流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０との間に配される複数の圧電素子３００の共通電極として機能するものとなっている。
【００２９】
振動板４００を変形させるための圧電素子３００は、図３に示すように、下電極膜６０側から順に圧電体膜７０と、上電極膜８０とを積層した構造を備えている。圧電体膜７０の厚さは例えば１μｍ程度、上電極膜８０の厚さは例えば０．１μｍ程度である。
なお、圧電素子３００の概念としては、圧電体膜７０及び上電極膜８０に加えて、下電極膜６０を含むものであってもよい。下電極膜６０は圧電素子３００として機能する一方、振動板４００としても機能するものとなっているからである。本実施形態では、弾性膜５０及び下電極膜６０が振動板４００として機能する構成を採用しているが、弾性膜５０を省略して下電極膜６０が弾性膜（５０）を兼ねる構成とすることもできる。
【００３０】
圧電素子３００（圧電体膜７０及び上電極膜８０）は、複数のノズル開口１５及び圧力発生室１２のそれぞれに対応するように複数設けられている。
本実施形態では、便宜的に、第１ノズル開口群１５Ａを構成するノズル開口１５のそれぞれに対応するようにＹ軸方向に複数並んで設けられた一群の圧電素子３００を第１圧電素子群と呼ぶこととする。また同様に、第２ノズル開口群１５Ｂを構成するノズル開口１５のそれぞれに対応するようにＹ軸方向に複数並んで設けられた一群の圧電素子３００を第２圧電素子群と呼ぶこととする。さらに、第３ノズル開口群１５Ｃに対応する一群の圧電素子３００を第３圧電素子群と呼び、第４ノズル開口群１５Ｄに対応する一群の圧電素子３００を第４圧電素子群と呼ぶこととする。
【００３１】
上記第１圧電素子群と第２圧電素子群とは、Ｘ軸方向に関して互いに対向するように配置されている。同様に、第３、第４ノズル開口群１５Ｃ、１５Ｄにそれぞれ対応する第３、第４圧電素子群は、Ｘ軸方向に関して互いに対向するように配置されている。
【００３２】
図１及び図３に示すリザーバ形成基板２０の外側（流路形成基板１０と反対側）には、封止膜３１と固定板３２とを積層した構造のコンプライアンス基板３０が接合されている。このコンプライアンス基板３０において、内側に配される封止膜３１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さ６μｍ程度のポリフェニレンスルフィドフィルム）からなり、この封止膜３１によってリザーバ部２１の上部が封止されている。他方、外側に配される固定板３２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さ３０μｍ程度のステンレス鋼）からなる板状部材である。この固定板３２には、リザーバ１００に対応する平面領域を切り欠いてなる開口部３３が形成されており、この構成によりリザーバ１００の上部は、可撓性を有する封止膜３１のみで封止され、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部２２となっている。
【００３３】
通常、機能液導入口２５からリザーバ１００に機能液が供給されると、例えば、圧電素子３００の駆動時の機能液の流れ、あるいは、周囲の熱などによってリザーバ１００内に圧力変化が生じる。しかしながら、上述のように、リザーバ１００の上部が封止膜３１のみよって封止されて可撓部２２となっているため、この可撓部２２が撓み変形してその圧力変化を吸収する。したがって、リザーバ１００内は常に一定の圧力に保持される。なお、その他の部分は固定板３２によって十分な強度に保持されている。そして、リザーバ１００の外側のコンプライアンス基板３０上には、リザーバ１００に機能液を供給するための機能液導入口２５が形成されており、リザーバ形成基板２０には、機能液導入口２５とリザーバ１００の側壁とを連通する導入路２６が設けられている。
【００３４】
図１に示すように、リザーバ形成基板２０上には４個の駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄが配設されている。駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄは、例えば回路基板あるいは駆動回路を含む半導体集積回路（ＩＣ）を含んで構成されている。
各駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄは、リザーバ形成基板２０上に形成された複数の配線パターン３４に対して実装されており、その長手方向がＹ軸方向に沿うように配置されている。各駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄと電気的に接続されている配線パターン３４は、いずれも駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄの内側の端部からＸ軸方向に延びており、そのＸ軸方向中央部側の端部において、リザーバ形成基板２０の表面に形成されたパッド３５に電気的に接続されている。
【００３５】
配線パターン３４は、図３に示すように、リザーバ形成基板２０に埋設された導電部材３５を介して圧電素子３００に電気的に接続されている。本実施形態の場合、第１ノズル開口群１５Ａに対応する第１圧電素子群の圧電素子３００に対して電気的に接続される一群（図示では６本）の配線パターン３４が第１配線群３４Ａを構成しており、第２ノズル開口群１５Ｂに対応する第２圧電素子群の圧電素子３００に対して電気的に接続される一群の配線パターン３４が第２配線群３４Ｂを構成している。また同様に、第３、第４圧電素子群の圧電素子３００に対して電気的接続される一群の配線パターン３４が、それぞれ第３配線群３４Ｃ、第４配線群３４Ｄを構成している。
【００３６】
第１配線群３４Ａに接続された複数のパッド３５と、第２配線群３４Ｂに接続された複数のパッド３５とは、Ｘ軸方向に関し中央部で互いに対向して配置されている。また第３配線群３４Ｃに接続された複数のパッド３５と、第４配線群３４Ｄに接続された複数のパッド３５とは、Ｘ軸方向に関し中央部で互いに対向して配置されている。
【００３７】
第１配線群３４Ａを構成する一群の配線パターン３４は駆動回路部２００Ａに接続され、第２配線群３４Ｂを構成する一群の配線パターン３４は駆動回路部２００Ｂに接続され、第３配線群３４Ｃを構成する一群の配線パターン３４は駆動回路部２００Ｃに接続され、第４配線群３４Ｄを構成する一群の配線パターン３４は駆動回路部２００Ｄに接続されている。すなわち、本実施形態の液滴吐出ヘッド１では、第１ノズル開口群１５Ａ〜第４ノズル開口群１５Ｄにそれぞれ対応する第１圧電素子群〜第４圧電素子群を、それぞれ異なる駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄにより駆動する構成が採用されている。
【００３８】
すなわち、本実施形態の液滴吐出ヘッド１では、１個のノズル開口１５に対して、それぞれ１個ずつの圧力発生室１２、圧電素子３００、配線パターン３４（パッド３５）が設けられている。また、Ｙ軸方向に並んで配列された一群のノズル開口１５からなるノズル開口群１５Ａに対応して、それぞれ１個ずつのリザーバ１００と、駆動回路部２００Ａとが設けられている。
【００３９】
なお図１では、各配線群につき６本の配線パターン３４を有する構成としているが、これは図２に示したノズル開口１５の数、及び圧力発生室１２の数に合わせて図示したものに過ぎず、先に記載のように各配線群３４Ａ〜３４Ｄに含まれる配線パターン３４は、各々対応する圧電素子３００に接続されるものであるから、ノズル開口群１５Ａ〜１５Ｄに含まれるノズル開口１５の数が例えば７２０個であれば、１つの配線群を構成する配線パターン３４の数も７２０本である。
【００４０】
リザーバ形成基板２０のうち、回路駆動部２００Ａと接続される複数の圧電素子３００を封止している部分を第１封止部２０Ａとし、駆動回路部２００Ｂと接続される複数の圧電素子３００を封止ししている部分を第２封止部２０Ｂとすると、図３に示すように、第１封止部２０Ａ及び第２封止部２０Ｂには、それぞれ圧電素子３００に対向する領域に、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を確保するとともに、その空間を密封する圧電素子保持部（素子保持部）２４が設けられている。圧電素子３００のうち、少なくとも圧電体膜７０は、この圧電素子保持部２４内に密封されている。
【００４１】
また同様に、リザーバ形成基板２０のうち、回路駆動部２００Ｃと接続される複数の圧電素子３００を封止している部分を第３封止部、駆動回路２００Ｄと接続される複数の圧電素子３００を封止している部分を第４封止部とすると、これら第３封止部及び第４封止部にも、それぞれ圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を確保してその空間を密封する圧電素子保持部が設けられている。
【００４２】
本実施形態の場合、上記第１〜第４封止部にそれぞれ設けられている圧電素子保持部（２４）は、各圧電素子群に含まれる圧電素子３００の全体を封止できる寸法とされ、図３の紙面垂直方向に延びる平面視略矩形状の凹部を成している。上記圧電素子保持部は、各圧電素子３００毎に区画されていてもよい。
【００４３】
このように、リザーバ形成基板２０は、圧電素子３００を外部環境と遮断して圧電素子３００を封止する封止部材としての機能を有している。リザーバ形成基板２０によって圧電素子３００を封止することで、水分等の外部環境による圧電素子３００の特性劣化等を防止することができる。また本実施形態では、圧電素子保持部２４の内部を密封状態にしただけであるが、例えば、圧電素子保持部２４内の空間を真空にしたり、あるいは窒素又はアルゴン雰囲気等とすることにより、圧電素子保持部２４内を低湿度に保持する構成も採用でき、これらの構成により圧電素子３００の劣化をさらに効果的に防止することができる。
【００４４】
リザーバ形成基板２０は、流路形成基板１０とともに液滴吐出ヘッド１の基体を成す部材であるから剛体とすることが好ましく、リザーバ形成基板２０を形成する材料として流路形成基板１０と略同一の熱膨張率を有する材料を用いることがより好ましい。
本実施形態の場合、流路形成基板１０がシリコンからなるものであるから、それと同一材料のシリコン単結晶基板が好適に用られる。シリコン基板を用いた場合、異方性エッチングにより容易に高精度の加工を施すことが可能であるため、圧電素子保持部２４等を容易に形成できるという利点が得られる。その他、流路形成基板１０と同様、ガラス、セラミック材料等を用いてリザーバ形成基板２０を作製することもできる。
【００４５】
図３に示すように、第１封止部２０Ａの圧電素子保持部２４によって封止されている圧電素子３００のうち、上電極膜８０の−Ｘ側の端部は、図示中央部まで延びている。また図３に示すように、流路形成基板１０上に概略ベタ状に下電極膜６０の一部が配置されている場合においては、圧電素子保持部２４の外側に延びた上電極膜８０と下電極膜６０と間に、両者の短絡を防止するための絶縁膜６００が介挿されている。
【００４６】
同様に、第２封止部２０Ｂの圧電素子保持部２４によって封止されている圧電素子３００のうち、上電極膜８０の＋Ｘ側の端部が、圧電素子保持部２４から図示中央部側へ延びており、圧電素子保持部２４の外側の領域に位置する上電極膜８０と下電極膜６０との間に絶縁膜６００が介挿されている。さらに不図示ではあるが、第３、第４封止部で封止されている圧電素子３００についても、それらの上電極膜８０の一部が、それぞれ圧電素子保持部の外側に延出されている。
【００４７】
第１封止部２０Ａ及び第２封止部２０Ｂのそれぞれから延びて形成された上電極膜８０の先端部と平面的に重なる位置には、それぞれリザーバ形成基板２０を厚さ方向に貫通する２つの接続孔２０ａが設けられている。これらの接続孔２０ａ内には、導電部材３６がそれぞれ形成されており、導電部材３６の−Ｚ側（流路形成基板１０側）の端部は上電極膜８０に電気的に接続されいる。また導電部材３６の＋Ｚ側の端部には、リザーバ形成基板２０上に形成されたパッド３５が接続されており、かかるパッド３５を介して配線パターン３４と導電部材３６とが電気的に接続されている。配線パターン３４は、パッド３５との接続部位から図示外側（Ｘ軸方向）に延びており、その上に駆動回路部２００Ａ又は駆動回路部２００Ｂがフリップチップ実装されている。
【００４８】
このような構成のもと、駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄと、それぞれの駆動回路部に対応する複数の圧電素子３００とが電気的に接続されて、各駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄにより圧電素子３００が駆動されるようになっている。
なお、本実施形態の場合、圧電素子３００における導電部材３６との接続部を成す上電極膜８０の一部が、圧電素子３００の回路接続部となっている。本実施形態の構成では、圧電素子３００の一部を成す上電極膜８０の一部が圧電素子保持部２４の外側まで延びて上記回路接続部を形成しているが、上電極膜８０と電気的に接続された電極配線を流路形成基板１０上に形成し、この電極配線を圧電素子保持部２４の外側に引き出して前記導電部材３６と電気的に接続することもできる。この場合は、上電極膜８０と電気的に接続された電極配線が圧電素子３００の回路接続部となる。
【００４９】
ここで、導電部材３６の一端と圧電素子３００（上電極膜８０）との導電接続構造は、ろう材、又は異方性導電膜（ACF:anisotropic conductive film）や異方性導電ペースト（ACP:anisotropic conductive paste）を含む異方性導電材料を用いたものとすることができる。ろう材や異方性導電材料を用いた導電接続構造とすれば、流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０とを接着する際に、上記導電部材３６と圧電素子３００との導電接続を同時に行うことができる。
【００５０】
このように、本実施形態の液滴吐出ヘッド１では、リザーバ形成基板２０の所定位置にリザーバ形成基板２０を厚さ方向に貫通する接続孔２０ａを設けるとともにその内部に導電部材３６を形成している。そして、リザーバ形成基板２０の内面側（流路形成基板１０側）にあっては、圧電素子保持部２４から延出された圧電素子３００の回路接続部（上電極膜８０）を導電部材３６の一端に電気的に接続し、リザーバ形成基板２０の外面側にあっては、導電部材３６の他端にパッド３５を介して接続された配線パターン３４に駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄを実装するようになっている。これにより、本実施形態の液滴吐出ヘッド１では、ワイヤボンディングにより駆動回路部と圧電素子とを接続する構造のようなワイヤを引き回す空間が不要となり、液滴吐出ヘッド１の薄型化を実現できるものとなっている。
【００５１】
また、導電部材３６を埋設するための接続孔２０ａは、フォトリソグラフィ法により正確にリザーバ形成基板２０に形成することができるため、ノズル開口１５を狭ピッチ化した場合にも、それに伴い狭ピッチで配列される圧電素子３００に対して正確に位置合わせ可能に導電部材３６を形成することができ、高精細の画像形成や機能膜のパターン形成が可能な液滴吐出ヘッド１を得ることができる。
【００５２】
上述した構成を有する液滴吐出ヘッド１により機能液の液滴を吐出するには、当該液滴吐出ヘッド１に接続された外部コントローラ（図示略）によって機能液導入口２５に接続された不図示の外部機能液供給装置を駆動する。外部機能液供給装置から送出された機能液は、機能液導入口２５を介してリザーバ１００に供給された後、ノズル開口１５に至るまでの液滴吐出ヘッド１の内部流路を満たす。
【００５３】
また外部コントローラは、リザーバ形成基板２０上に実装された駆動回路部２００Ａ等に駆動電力や指令信号を送信する。指令信号等を受信した駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄは、外部コントローラからの指令に基づく駆動信号を、配線パターン３４、パッド３５、導電部材３６等を介して導電接続された各圧電素子３００に送信する。
すると、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との間に電圧が印加される結果、弾性膜５０、下電極膜６０及び圧電体膜７０に変位が生じ、この変位によって各圧力発生室１２の容積が変化して内部圧力が高まり、ノズル開口１５より液滴が吐出される。
【００５４】
＜液滴吐出ヘッドの製造方法＞
次に、液滴吐出ヘッド１の製造方法について図４のフローチャート図、及び図５、図６の断面工程図を参照して説明する。
【００５５】
まず、液滴吐出ヘッド１の製造工程の概略について、図４を参照して説明する。
液滴吐出ヘッド１を製造するには、シリコン単結晶基板に異方性エッチングを施すことで、図３に示す圧力発生室１２や供給路１４、連通部１３等を形成して流路形成基板１０を作製する（ステップＳＡ１）。その後、流路形成基板１０上に、弾性膜５０と下電極膜６０とを積層形成し、次いで下電極膜６０上に圧電体膜７０及び上電極膜８０をパターン形成することで圧電素子３００を形成する（ステップＳＡ２）。
【００５６】
また、ステップＳＡ１、ＳＡ２とは別工程で、シリコン単結晶基板に異方性エッチングを施すことで圧電素子２４や導入路３６を形成し、ドライエッチング法を用いて接続孔２０ａ及びリザーバ部２１を形成することでリザーバ形成基板２０を作製する（ステップＳＡ３）。次いで、リザーバ形成基板２０の接続孔２０ａ内に導電部材３６を形成し、リザーバ形成基板２０上にコンプライアンス基板３０を接合し、配線パターン３４を形成する（ステップＳＡ４）。
【００５７】
次に、ステップＳＡ２を経た流路形成基板１０上の圧電素子３００を覆う位置に、ステップＳＡ４を経たリザーバ形成基板２０を位置合わせし（ステップＳＡ５）、その後、流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０を接着するとともに、圧電素子３００の上電極膜８０（回路接続部）と導電部材３６とを接続する（ステップＳＡ６）。次に、リザーバ形成基板２０上の配線パターン３４に対して駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄをフリップチップ実装する（ステップＳＡ７）。
以上の工程により、液滴吐出ヘッド１を製造することができる。
【００５８】
次に、図５を参照してリザーバ形成基板２０の製造工程（ステップＳＡ３）について詳細に説明する。なお、図５に示す各図は、図１のＡ−Ａ線に沿う概略断面構成に対応する図である。
まず、図５（ａ）に示すように、シリコン単結晶基板１２０を用意し、熱ＣＶＤ法を用いてシリコン単結晶基板１２０の表面に酸化シリコン膜１２１を形成する。
【００５９】
次に、図５（ｂ）に示すように、シリコン単結晶基板１２０の図示下面（−Ｚ側面）を異方性エッチングにより一部除去して圧電素子保持部２４を形成する。具体的には、異方性エッチングに先立って、酸化シリコン膜１２１上に除去する領域に対応する開口部を具備したマスク材（図示略）を形成し、フッ酸等を用いたウェットエッチングにより上記開口部に対応する領域の酸化シリコン膜１２１を除去する。その後、酸化シリコン膜１２１の除去により露出されたシリコン単結晶基板１２０表面に対して、３５重量％程度の水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液を用いて異方性エッチングを行う。圧電素子保持部２４の形成に用いたマスク材は除去しておく。
【００６０】
次に、図５（ｃ）に示すように、後段の工程で接続孔２０ａ及びリザーバ部２１を形成するためのエッチングマスク１２３（（ｄ）図参照）となるマスク膜１２２をシリコン単結晶基板１２０の図示上面（＋Ｚ側面）に形成する。このマスク膜１２２としては、シリコンのエッチングに際して高選択比の得られるアルミニウム等の金属材料の膜を用いることが好ましい。
【００６１】
次に、図５（ｃ）に示したマスク膜１２２をフォトリソグラフィ法により部分的に除去して図５（ｄ）に示すエッチングマスク１２３を形成する。エッチングマスク１２３には、シリコン単結晶基板１２０にリザーバ部２１を形成するための開口部１２３ａ、１２３ｂ、及び接続孔２０ａを形成するための開口部１２３ｃ、１２３ｄが形成されている。
リザーバ部２１は図１から図３に示したように、圧力発生室群１２Ａ〜１２Ｄ毎に１つずつ設けられているから、開口部１２３ａ、１２３ｂはＹ軸方向に延びる平面視矩形状に形成されており、エッチングマスク１２３には、これらの開口部１２３ａ、１２３ｂと同様の形状の開口部が、さらに２つ形成されている。また、接続孔２０ａは、圧電素子３００とリザーバ形成基板２０の上面に形成される配線パターン３４とを電気的に接続するために用いられるものであるから、流路形成基板１０上に形成される各圧電素子３００に対応して複数設けられており、Ｙ軸方向に複数並んで形成されている。
【００６２】
次に、図５（ｅ）に示すように、エッチングマスク１２３を介したドライエッチングにより、シリコン単結晶基板１２０を厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通する接続孔２０ａ及びリザーバ部２１を形成する。シリコン単結晶基板１２０は、通常、厚さが６００μｍ程度もあるため、高アスペクト比の貫通孔を形成できるＳｉ高速エッチング法（例えば、特開２００２−９３７７６号公報に記載されている。）やボッシュプロセス法（例えば、米国特許５５０１８９３号明細書に記載されている。）を用いて上記接続孔２０ａ及びリザーバ部２１を形成することが好ましい。これらのエッチング方法によれば、２０μｍ／分以上の高速なエッチングが可能であり、深い貫通孔であっても迅速に形成することができる。
なお、このドライエッチングでは、シリコン単結晶基板１２０の図示下面に形成されている酸化シリコン膜１２１がエッチストッパーとして機能し、エッチングはシリコン単結晶基板１２０を貫通したところで停止する。
【００６３】
次に、図５（ｆ）に示すように、エッチングマスク１２３と、酸化シリコン膜１２１とをシリコン単結晶基板１２０から除去し、その後図５（ｇ）に示すように、接続孔２０ａ及びリザーバ部２１の表面を含むシリコン単結晶基板１２０の表面を熱酸化させ、表面に酸化シリコンからなる絶縁膜１２４を形成する。この絶縁膜１２４は、特に接続孔２０ａの内面を絶縁して配線パターン等が短絡するのを防止するために設けられるものである。
【００６４】
次に、図５（ｈ）に示すように、絶縁膜１２４が形成された接続孔２０ａ内に導電性材料を注入して導電部材３６を形成する。この導電部材３６の形成方法としては、例えば導電性樹脂材料やろう材（はんだ等）を真空注入法により接続孔２０ａ内に注入する方法を用いることができる。上記導電部材３６を形成したならば、次に、導電部材３６の上下端（Ｚ軸方向端部）と電気的に接続されたパッド３５，３７をフォトリソグラフィ法を用いてパターン形成する。
【００６５】
以上の工程により、上下面にそれぞれ設けられたパッド３５，３７が導電部材３６を介して電気的に接続されたリザーバ形成基板２０を作製することができる。なお、図３に示した液滴吐出ヘッド１の断面構成においては、リザーバ部２１の外側にリザーバ部２１と連通する導入路２６が表示されているが、図５ではその表示を省略している。上記導入路２６は、リザーバ形成基板２０を厚さ方向に貫通する貫通孔であるので、リザーバ部２１及び接続孔２０ａと同時に形成することが好ましい。
【００６６】
本実施形態に係る製造方法では、リザーバ形成基板２０の上下面間の導通をとるためにシリコン単結晶基板１２０を貫通する接続孔２０ａを形成することとしているが、この接続孔２０ａは、リザーバ部２１とともに先の高速エッチング法により形成されるので、工数を節約して効率的に形成することが可能である。また、リザーバ部２１をウェット処理による異方性エッチングにより形成すると、その内壁面がテーパー状になるため、シリコン単結晶基板１２０の板厚が大きくなるとリザーバ部２１の平面積が大きくなるのを避けられないが、本実施形態のようにドライエッチングによってリザーバ部２１を形成すれば、シリコン単結晶基板１２０の板厚によらずリザーバ部２１の平面積を一定とすることができる。したがって本実施形態の製造方法によれば、リザーバ形成基板２０の平面寸法を小さくでき、小型の液滴吐出ヘッド１の製造に好適な方法となっている。
【００６７】
次に、図５に示した工程で作製したリザーバ形成基板２０と、別途作製した流路形成基板１０とを接合する工程（ステップＳＡ５）以降の工程について図６を参照しつつ説明する。図６に示す部分断面構造は、図３に示した液滴吐出ヘッド１のうち、第１封止部２０Ａの図示中央部側に相当する断面構造である。
【００６８】
まず、以下に説明する接合工程（ステップＳＡ５）に先立ち、図５（ｈ）に示したリザーバ形成基板２０の図示上面に、コンプライアンス基板３０（図３に示す封止膜３１と固定板３２）を接合するとともに、パッド３５に電気的に接続された配線パターン３４を形成する。また、流路形成基板１０上に形成された圧電素子３００とパッド３７とを電気的に接続するために、パッド３７上にろう材や異方性導電材料からなる導電性接着剤３９を塗布し、またこの導電性接着剤３９以外のリザーバ形成基板２０の下面に、流路形成基板１０と接合するための基板接合剤３８を塗布する。基板接合剤３８には熱硬化性の樹脂材料等を用いることができ、圧電素子保持部２４を密閉するために水分等を透過しにくいものとすることが好ましい。
【００６９】
そして、図５に示したリザーバ形成基板２０の作製とは別の工程（ステップＳＡ１、ＳＡ２）で作製した流路形成基板を用意する。流路形成基板１０には、図６（ａ）に示すように、圧力発生室１２が形成されており、その図示下面側には複数のノズル開口１５が穿設されたノズル基板１６が接合され、図示上面側には、振動板４００（弾性膜５０、下電極膜６０）が接合され、振動板４００上に、圧力発生室１２に対応する圧電素子３００（圧電体膜７０、上電極膜８０）がパターン形成されている。
【００７０】
上記リザーバ形成基板２０と流路形成基板１０とを用意したならば、図６（ａ）に示すように、リザーバ形成基板２０の圧電素子保持部２４と、流路形成基板１０の圧電素子３００とが対向するように位置合わせして配置する。
次に、図６（ｂ）に示すように、流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０とを接合する。これにより、リザーバ形成基板２０上に設けられた接合剤３８により流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０とが一体に接合され、圧電素子保持部２４は接合剤３８により密閉される。
【００７１】
また、パッド３７上に設けた導電性接着剤３９により、パッド３７と流路形成基板１０側の上電極膜８０とが電気的に接続される（ステップＳＡ６）。導電性接着剤３９として異方性導電材料を用いている場合、図６（ｂ）に示すように、接着剤中に分散された導電粒子が接合の押圧力により基板厚さ方向で接触するようになり、パッド３７と上電極膜８０とを電気的に接続する。このようにして、圧電素子３００の上電極膜８０と、リザーバ形成基板２０上に形成された配線パターン３４とが、パッド３５、導電部材３６、パッド３７を介して電気的に接続される。
【００７２】
次に、図６（ｃ）に示すように、リザーバ形成基板２０上の配線パターン３４に、駆動回路部２００Ａをフリップチップ実装する（ステップＳＡ７）。これにより、駆動回路部２００Ａと圧電素子３００とが電気的に接続され、駆動回路部２００Ａから供給される電気信号により圧電素子３００を振動させることが可能になる。このように、配線パターン３４が設けられたリザーバ形成基板２０上に駆動回路部２００Ａを実装することで、液滴吐出ヘッド１全体のコンパクト化を図ることができ、また実装時に配線パターン３４に対する駆動回路部２００Ａの位置決めが容易になるという利点もある。
【００７３】
以上説明した液滴吐出ヘッド１の製造方法によれば、圧力発生室１２に対応して設けられる圧電素子３００と駆動回路部２００Ａ〜２００Ｄとの接続を、ドライエッチングを用いて形成した接続孔２０ａ内に設けた導電部材３６を介して行うので、ノズルピッチを小さくすることにより圧電素子３００同士の間のＹ軸方向に関する距離が小さく（狭く）なった場合にも、上記接続孔２０ａは圧電素子３００のピッチに合わせて小径化、狭ピッチ化することが容易であり、形成する画像の高精細化や機能膜パターンの微細化に対応した液滴吐出ヘッド１を容易に製造することが可能である。
【００７４】
また本実施形態の製造方法では、上記接続孔２０ａを、圧力発生室１２に連通するリザーバ部２１と同工程で同時に形成するので、接続孔２０ａの形成を効率よく行うことができる。さらに、同時に形成されるリザーバ部２１にあっては、ウェット処理による異方性エッチングのように開口部の内壁がテーパ形状になることがなくなり、基板面における開口面積を小さくすることができるので、液滴吐出ヘッド１全体のコンパクト化を図ることができる。
【００７５】
＜液滴吐出装置＞
次に、上述した液滴吐出ヘッド１を備えた液滴吐出装置の一例について図７を参照しながら説明する。本例では、その一例として、前述の液滴吐出ヘッドを備えたインクジェット式記録装置について説明する。
【００７６】
液滴吐出ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載されている。図７に示すように、液滴吐出ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂには、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられており、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３が、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に取り付けられている。
【００７７】
記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３がキャリッジ軸５に沿って移動するようになっている。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８上に搬送されるようになっている。上記構成を具備したインクジェット式記録装置は、前述の液滴吐出ヘッドを備えているので、小型で信頼性が高く、更に低コストなインクジェット式記録装置となっている。
【００７８】
なお、図７では、本発明の液滴吐出装置の一例としてプリンタ単体としてのインクジェット式記録装置を示したが、本発明はこれに限らず、係る液滴吐出ヘッドを組み込むことによって実現されるプリンタユニットに適用することも可能である。このようなプリンタユニットは、例えば、テレビ等の表示デバイスやホワイトボード等の入力デバイスに装着され、該表示デバイス又は入力デバイスによって表示若しくは入力された画像を印刷するために使用される。
【００７９】
また上記液滴吐出ヘッドは、液相法により各種デバイスを形成するための液滴吐出装置にも適用することができる。この形態においては、液滴吐出ヘッドより吐出される機能液として、液晶表示デバイスを形成するための液晶表示デバイス形成用材料、有機ＥＬ表示デバイスを形成するための有機ＥＬ形成用材料、電子回路の配線パターンを形成するための配線パターン形成用材料などを含むものが用いられる。これらの機能液を液滴吐出装置により基体上に選択配置する製造プロセスによれば、フォトリソグラフィ工程を経ることなく機能材料のパターン配置が可能であるため、液晶表示装置や有機ＥＬ装置、回路基板等を安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施形態に係る液滴吐出ヘッドの斜視構成図。
【図２】同、液滴吐出ヘッドを下側から見た斜視構成図。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿う断面構成図。
【図４】液滴吐出ヘッドの製造工程の一例を示すフローチャート。
【図５】液滴吐出ヘッドの製造工程を説明するための断面構成図。
【図６】液滴吐出ヘッドの製造工程を説明するための断面構成図。
【図７】液滴吐出装置の一例を示す斜視構成図。
【符号の説明】
【００８１】
１…液滴吐出ヘッド、１５…ノズル開口、１５Ａ〜１５Ｄ…ノズル開口群、２０…リザーバ形成基板（保護基板）、２０ａ…接続孔、２１…リザーバ部（リザーバ）、２４…圧電素子保持部（素子保持部）、３４…配線パターン、３４Ａ〜３４Ｄ…配線群、３５，３７…パッド、３６…導電部材、７０…圧電体膜、８０…上電極膜（回路接続部）、２００Ａ〜２００Ｄ…駆動回路部、３００…圧電素子（駆動素子）
【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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