(57)【要約】  射出特性に悪影響を与えることなく、また、支持基材を剥離する必要もなく、信頼性の高いインクジェットヘッドを作製することができるインクジェットヘッドの製造方法の提供を目的とし、圧力発生手段が一方の面にパターン形成された振動板の他方の面に、圧力室を形成するインクジェットヘッドの製造方法であって、基材１上に圧力発生手段を形成する第１の工程と、配線層２を基材１における圧力発生手段の形成面上に形成することにより、基材１と配線層２とを有する上部層３を作製する第２の工程と、上部層３中の基材１を、圧力発生手段の形成面とは反対面から振動板の厚みを残して薄膜状に加工することにより振動板を形成する第３の工程と、薄膜状に加工された振動板における圧力発生手段の形成面とは反対面に圧力室を有する下部層を形成する第４の工程とを有することを特徴とする。
2011099316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力発生手段が一方の面にパターン形成された振動板の他方の面に、圧力室を形成するインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記振動板を含み、且つ、該振動板の厚みよりも厚い基材上に、前記圧力発生手段を形成する第１の工程と、
前記圧力発生手段に対して電力供給するための配線を有する配線層を、前記基材における前記圧力発生手段の形成面上に形成することにより、前記基材と前記配線層とを有する上部層を作製する第２の工程と、
前記上部層中の前記基材を、前記圧力発生手段の形成面とは反対面から前記振動板の厚みを残して薄膜状に加工することにより、前記振動板を形成する第３の工程と、
薄膜状に加工された前記振動板における前記圧力発生手段の形成面とは反対面に、前記圧力室を有する下部層を形成する第４の工程とを有することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記基材は、Ｓｉ基板の一方の面に、前記振動板となる厚みを有するＳｉＯ２からなる薄膜が形成されており、
前記第１の工程は、前記基材の前記薄膜上に前記圧力発生手段を形成し、
前記第３の工程は、前記基材の前記薄膜を残して前記Ｓｉ基板を除去することにより薄膜状に加工することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記基材は、Ｓｉ基板のみによって構成されており、
前記第３の工程は、該Ｓｉ基板を前記振動板となる厚みを残して除去することにより薄膜状に加工することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記第４の工程において、前記下部層は、前記圧力室となる貫通孔を形成したガラス基板と、Ｓｉ基板からなるノズルプレートからなり、前記薄膜状に加工されたＳｉ基板に対し、接着剤を用いずに一体的に接合することを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記Ｓｉ基板の除去は、エッチング加工であることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記Ｓｉ基板の除去は、研磨加工であることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットヘッドの製造方法に関し、詳しくは、一方の面に圧力発生手段がパターン形成された振動板の他方の面に、凹部を有する層を接合することにより、振動板及び凹部によって圧力室を構成するインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドには、インクをノズルから吐出するための圧力発生手段として、電気信号を機械エネルギーに変換するＰＺＴ等の圧電素子を用い、圧力室の一面に形成された振動板を圧電素子によって振動させることで、圧力室内のインクをノズルから吐出するための圧力変化を与えるタイプのものがある。その中でも、圧電素子として薄膜ＰＺＴを使用し、これを振動板の外面にスパッタによって成長させることにより形成するインクジェットヘッドが知られている（特許文献１、２）。【０００３】
振動板は、その性能を発揮するために１〜１０数μｍ程度のオーダーまで薄くする必要がある。しかし、振動板を薄くしてしまうと、製造工程中でのハンドリングが不可能であるという問題がある。一般に１００μｍ以下の厚みの板状体は何らかの基材によって支持する必要がある。【０００４】
特許文献１では、圧力室となる凹部が形成されたＳｉ基板の該凹部内にガラスペーストを充填して加熱硬化することで凹部が埋められた基材を作製し、この基材上に振動板となるＳｉＯｘからなる薄膜を製膜し、その薄膜上に下部電極、ＰＺＴ膜及び上部電極をスパッタにより積層するようにしている。すなわち、圧力室用の凹部を埋めたＳｉ基板を振動板のハンドリング時の基材として利用するものである。ＰＺＴの製膜後は、凹部内に充填されているガラスをＨＦによって溶解することにより除去し、ＳｉＯｘからなる薄膜を振動板とし、この振動板と凹部とによって圧力室を形成するようにしている。【０００５】
また、特許文献２では、支持基板に樹脂接着剤を塗布し、その上面に振動板を接着して仮固定し、この振動板上に下部電極、ＰＺＴ膜及び上部電極をスパッタにより積層するようにしている。すなわち、支持基板を振動板のハンドリング時の基材として利用するものである。ＰＺＴの製膜後は、更に、ＰＺＴに電圧を印加するための配線を有する上部基板を該ＰＺＴの上から積層した後、接着剤剥離溶液を用いて樹脂接着剤を溶解し、支持基板を振動板から剥離し、この振動板の下面に、圧力室となる凹部を形成した流路基板を積層することで、振動板と凹部とによって圧力室を形成するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１９０８５６号公報
【特許文献２】特開２００６−２８１７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の方法では、圧力室となる凹部を埋めているガラスを溶解する際に凹部内に残渣が残ってしまい、これによって製造されるインクジェットヘッドの射出特性に悪影響を与える問題があった。【０００８】
また、特許文献２の方法では、一旦接着した支持基材を後に剥離しなくてはならないため、製造工程が複雑になるだけでなく、樹脂接着剤を溶解させて支持基材を剥離する際、振動板をうまく剥離できないケースが発生する問題があった。【０００９】
このため、上記のいずれの方法も歩留まりが悪く、しかも、射出特性に悪影響を与えることのない信頼性の高いインクジェットヘッドを製造することができなかった。【００１０】
そこで、本発明は、一方の面に圧力発生手段がパターン形成された振動板の他方の面に、凹部を有する層を形成することにより、振動板及び凹部によって圧力室を構成する場合に、射出特性に悪影響を与えることなく、また、支持基材を剥離する必要もなく、信頼性の高いインクジェットヘッドを作製することができるインクジェット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】
【００１１】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。【００１２】
請求項１記載の発明は、圧力発生手段が一方の面にパターン形成された振動板の他方の面に、圧力室を形成するインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記振動板を含み、且つ、該振動板の厚みよりも厚い基材上に、前記圧力発生手段を形成する第１の工程と、
前記圧力発生手段に対して電力供給するための配線を有する配線層を、前記基材における前記圧力発生手段の形成面上に形成することにより、前記基材と前記配線層とを有する上部層を作製する第２の工程と、
前記上部層中の前記基材を、前記圧力発生手段の形成面とは反対面から前記振動板の厚みを残して薄膜状に加工することにより、前記振動板を形成する第３の工程と、
薄膜状に加工された前記振動板における前記圧力発生手段の形成面とは反対面に、前記圧力室を有する下部層を形成する第４の工程とを有することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法である。【００１３】
請求項２記載の発明は、前記基材は、Ｓｉ基板の一方の面に、前記振動板となる厚みを有するＳｉＯ２からなる薄膜が形成されており、
前記第１の工程は、前記基材の前記薄膜上に前記圧力発生手段を形成し、
前記第３の工程は、前記基材の前記薄膜を残して前記Ｓｉ基板を除去することにより薄膜状に加工することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法である。【００１４】
請求項３記載の発明は、前記基材は、Ｓｉ基板のみによって構成されており、
前記第３の工程は、該Ｓｉ基板を前記振動板となる厚みを残して除去することにより薄膜状に加工することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法である。【００１５】
請求項４記載の発明は、前記第４の工程において、前記下部層は、前記圧力室となる貫通孔を形成したガラス基板と、Ｓｉ基板からなるノズルプレートからなり、前記薄膜状に加工されたＳｉ基板に対し、接着剤を用いずに一体的に接合することを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッドの製造方法である。【００１６】
請求項５記載の発明は、前記Ｓｉ基板の除去は、エッチング加工であることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの製造方法である。【００１７】
請求項６記載の発明は、前記Ｓｉ基板の除去は、研磨加工であることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、一方の面に圧力発生手段がパターン形成された振動板の他方の面に、凹部を有する層を形成することにより、振動板及び凹部によって圧力室を構成する場合に、射出特性に悪影響を与えることなく、また、支持基材を剥離する必要もなく、信頼性の高いインクジェットヘッドを作製することができるインクジェットヘッドの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態における第１の工程を説明する工程図
【図２】第１の実施形態における第２の工程（配線層の作製）を説明する工程図
【図３】第１の実施形態における第２の工程（配線層の作製）を説明する工程図
【図４】第１の実施形態における第２の工程（上部層の作製）を説明する工程図
【図５】第１の実施形態における第３の工程を説明する工程図
【図６】第１の実施形態における第４の工程を説明する工程図
【図７】第２の実施形態における第３の工程を説明する工程図
【図８】第２の実施形態における第４の工程を説明する工程図
【図９】第３の実施形態における第４の工程を説明する工程図
【図１０】第３の実施形態における下部層の作製方法を説明する工程図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、圧力発生手段が一方の面にパターン形成された振動板の他方の面に、圧力室を形成するインクジェットヘッドの製造方法であって、前記振動板を含み、且つ、該振動板の厚みよりも厚い基材上に、前記圧力発生手段を形成する第１の工程と、前記圧力発生手段に対して電力供給するための配線を有する配線層を、前記基材における前記圧力発生手段の形成面上に形成することにより、前記基材と前記配線層とを有する上部層を作製する第２の工程と、前記上部層中の前記基材を、前記圧力発生手段の形成面とは反対面から前記振動板の厚みを残して薄膜状に加工することにより、前記振動板を形成する第３の工程と、薄膜状に加工された前記振動板における前記圧力発生手段の形成面とは反対面に、前記圧力室を有する下部層を形成する第４の工程とを有することを特徴とする。
【００２１】
本発明における基材は振動板を含んでいる。すなわち、基材は、その厚み中に第３の工程において形成される振動板となる部分を有している。このため、本発明における振動板は、第４の工程において下部層を形成することによって圧力室を構成するまでは、振動板の厚みよりも厚い基材の形態とされる。
【００２２】
第３の工程において薄膜状に加工される振動板の厚みは、好ましくは１〜１８μｍである。基材が振動板の厚みよりも厚いとは、第３の工程において形成される振動板の厚みの設計値よりも厚く、その基材自体のハンドリングに支障が生じない程度の厚みを有しているということであり、一般には１００μｍ以上の厚みを有していることが好ましい。厚みの上限は特に限定されないが、第３の工程において振動板を形成するために薄膜状に加工するため、その加工時間及び材料の無駄を抑制する観点から、２００μｍ以下とすることが好ましい。
【００２３】
振動板を形成する材料としては、Ｓｉ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ等が挙げられる。
【００２４】
本発明では、第３の工程において振動板を加工するまでは、振動板は厚い基材の形態とされることに加え、第２の工程において基材に対して配線層が形成されることによって上部層を作製し、この配線層によって、第３の工程において基材から振動板を加工する際、及び、振動板が加工された後に第４の工程において圧力室を構成する際、振動板に対する十分な支持状態が付与される。このため、第３の工程において基材から加工される振動板が、それ自体ではハンドリング不可能な極めて薄い薄膜状であっても、第２の工程によって付与された支持状態によってハンドリングは容易となる。
【００２５】
第３の工程において基材が薄膜状に加工されることによって振動板が形成された後は、第４の工程において、圧力室を有する下部層を上部層中の振動板にそのまま接合することができるため、従来のように圧力室内の充填物を溶解したり、振動板を支持基材から剥離したりする必要がない。従って、圧力室に残渣が残って射出特性に悪影響を与えたりするおそれがなく、また、振動板を剥離する工程も必要ないため、工程も簡略化できて信頼性の高いインクジェットヘッドを作製することができる。
【００２６】
本発明では、振動板を形成するために、該振動板よりも厚みの厚い基材を形成した後、この基材を薄膜状に加工する必要があり、一見すると加工の手間及び材料の無駄が増大する懸念があるが、圧力室上に振動板を形成してから圧力発生手段を上面に形成する従来方法では、圧力発生手段を貼り付けたり、スパッタ形成するプロセスにおいて、振動板の圧力発生手段の形成面と逆の面が空洞になっているため、振動板を突き破ってしまう破損が問題となる。この問題の回避のためには、圧力室の中に、除去可能な保持手段を設けたり、振動板を作るＳｉ母材を厚くしてＳｉの一部を圧力室とする等して十分な剛性を得る構造にしたりする必要がある。しかし、本発明では、上記のような従来方法に比べて、暫定的な保持手段を設ける必要がないため、圧力室内の汚損がなく、振動板の側壁部材の選択の幅も広がり、より性能が良く、コストパフォーマンスに優れた材料を選択することができるようになり、上記従来方法に比べて大きな効果が得られる。
【００２７】
本発明において圧力発生手段には、電気信号を機械エネルギーに変換する電気機械変換素子である圧電素子が用いられる。圧電素子の材料は特に限定されないが、具体例を挙げれば、ＰＺＴ、ＰＭＮ、ＰＮＮ、ＰＳＮ、ＰＺＮ、ＰＭＮ−ＰＴ、ＰＳＮ−ＰＴ、ＰＺＮ−ＰＴ等がある。
【００２８】
かかる圧電素子を基材上に形成する方法は、基材上に圧電素子を薄膜状に製膜できるものが好ましく、例えばスパッタ法、ＣＶＤ法、印刷法等を用いて基材上に直接製膜した後、所望の形状にパターニングすることが好ましい。圧電素子には、その上面及び下面にＡｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ等の電極材料を用いて上部電極及び下部電極が形成され、これら上部電極及び下部電極に配線層から所定の電力供給がなされる。これら上部電極及び下部電極も圧電素子と同様に製膜形成し、所望の形状にパターニングすることによって作製することが好ましい。
【００２９】
本発明における配線層は、基材上に形成した圧力発生手段に対して、該圧力発生手段を駆動するために必要な所定の電力を供給する電極や配線を有する。配線層は、基材と一体となることで、第３の工程において振動板を基材から薄膜状に加工する際、及び、薄膜状に加工した後の振動板に対してそれぞれハンドリング可能な支持状態を付与することができるものであればどのような層構成であってもよい。
【００３０】
配線層は、基材とは別途の層として予め作製した後、該基材における圧力発生手段の形成面に対して接合することが、配線層の出来上がりの検査を行ってから接合ができるため、歩留まりの観点から望ましいが、基材における圧力発生手段の形成面上に順次に各層を積層形成していくようにしてもよい。
【００３１】
本発明において基材は単層でも複層でもよい。単層からなる基材の場合、該基材はＳｉ基板単板のみによって構成することが好ましい。この場合の振動板は、第３の工程で該基材が振動板となる厚みを残して薄膜状に加工されることによって、加工し残された薄膜状のＳｉによって構成される。
【００３２】
また、複層からなる基材の場合、該基材はＳｉ基板の一方の面に、後に振動板となる厚みを有するＳｉＯ２からなる薄膜が形成されているものが好ましい。この場合、薄膜自体が後に振動板となるため、第１の工程では基材中のこの薄膜上に圧力発生手段を形成する。そして、第３の工程では、該基材のＳｉ基板の部分を除去加工し、薄膜だけを残すことによって、この残されたＳｉＯ２からなる薄膜がそのまま振動板となる。
【００３３】
このように基材がＳｉ基板を有している場合、Ｓｉの除去は、エッチング加工によって行うことができる。エッチング加工としては、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法が好ましい。振動板となる厚みはエッチングの加工時間によって規定することができる。Ｓｉ基板上にＳｉＯ２からなる薄膜を有する複層基材に対してＳｉを選択的にエッチングする場合、ＳＦ６等のガスを使うことでＳｉＯ２のエッチング速度を落とすことが可能であり、Ｓｉ基板側からエッチングを行うことによってＳｉＯ２からなる薄膜を残してＳｉ基板のみを除去することが容易である。
【００３４】
また、基材のＳｉの除去は、半導体装置の製造の際にＳｉ基板の研磨のために用いられる研磨装置を使用し、研磨加工することによって行うこともできる。
【００３５】
本発明における下部層は圧力室を有しており、第３の工程によって形成された振動板に対して接合されることによって、該振動板は圧力室の一壁面を構成する。下部層は、圧力室内を外部と連通することによりインクを吐出するためのノズルを含んでいる。本発明において下部層を形成する材料は特に限定されない。
【００３６】
また、下部層は、上部層とは別途の層として予め作製した後、上部層における振動板に対して接合することが、下部層の出来上がりの検査を行ってから接合ができるため、歩留まりの観点から望ましいが、上部層中の振動板における圧力発生手段の形成面と反対面に対し、順次に各層を積層形成していくようにしてもよい。
【００３７】
下部層を振動板に対して接合する方法は特に限定されないが、下部層が、圧力室となる貫通孔を形成したガラス基板と、Ｓｉ基板からなるノズルプレートからなるものとすることにより、上部層中の薄膜状に加工されたＳｉ基板に対し、接着剤を用いずに一体的に接合することが好ましい。このような接合には陽極接合を用いることができる。
【００３８】
次に、本発明に係る製造方法の具体例について図面を用いて説明する。
【００３９】
（第１の実施形態）
図１〜図６は第１の実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法の工程を示している。以下、各工程について説明する。
【００４０】
（第１の工程）
まず、Ｓｉ基板１０（厚み：１００μｍ）の一方の面の全面に、ＳｉＯ２からなる薄膜１１（厚み：２μｍ）をＣＶＤ（Chemical Vapour Deposition）法によって製膜し、Ｓｉ基板１０とＳｉＯ２の薄膜１１との複層からなる基材１を形成する（図１（ａ））。
【００４１】
次いで、基材１の薄膜１１上に、レジスト１２を一面にスピンコートして製膜し、これを露光・現像処理することによってパターニングする。このパターニングにより、後にインク供給用流路となる部位のレジストを除去して除去部１２ａを形成し、この除去部１２ａ内のみに薄膜１１を露出させる（図１（ｂ））。
【００４２】
次いで、基材１に対し、レジスト１２の上面からＲＩＥ法によってＳｉＯ２を選択的にエッチングし、除去部１２ａ内の薄膜１１を除去する。更に、レジスト１２をウェットエッチングによって剥離し、ＳｉＯ２をマスクとしてＳｉをＲＩＥ法によって選択的にエッチングして貫通孔１３を形成する（図１（ｃ））。
【００４３】
その後、スパッタにより、基材１の薄膜１１上にＴｉ膜１４（厚み：０．０２μｍ）を製膜し、更にそのＴｉ膜１４の上に、同様にスパッタにより、Ｐｔ膜からなる下部電極１５（厚み：０．１０μｍ）を製膜する（図１（ｄ））。Ｔｉ膜１４は、ＳｉＯ２上に直接積層しにくいＰｔ膜のための下地層となる。この下部電極１５の製膜の後、これらＴｉ膜１４及び下部電極１５をパターニングする。
【００４４】
次いで、下部電極１５の上面に、ＰＺＴからなる圧電薄膜１６（厚み：５μｍ）をスパッタによって製膜し（図１（ｅ））、この圧電薄膜１６をパターニングすることにより、下部電極１５上に圧電素子１６１を作製する（図１（ｆ））。
【００４５】
更に、圧電素子１６１を作製後の基材１上にレジストを塗布、パターニングして、圧電素子１６１の上面のみを露出させた後、Ｃｕ膜（厚み：０．５μｍ）を製膜し、レジストを除去することによって、圧電素子１６１上のみにＣｕ膜からなる上部電極１７を形成する（図１（ｇ））。
【００４６】
以上の第１の工程において、後に振動板となる薄膜１１は、Ｓｉ基板１０と積層されることによって基材１を構成し、ハンドリングに十分な厚みを有しているため、圧電素子１６１や下部電極１５及び上部電極１７の製膜作業に支障をきたすことはない。
【００４７】
（第２の工程）
＜配線層の作製＞
まず、基材１とは別にＳｉ基板２０（厚み：１００μｍ）を用意し、その一方の面の全面に、ＳｉＯ２からなる絶縁膜２１（厚み：２μｍ）をＣＶＤ法によって製膜し、更にその絶縁膜２１の上面に、電極部材となるＡｌからなる金属膜２２（厚み：１μｍ）をスパッタによって形成する（図２（ａ））。
【００４８】
次いで、金属膜２２上にレジストを製膜し、露光・現像処理することによりレジスト膜をパターニングし、第１の工程で作製される基材１の各圧電素子１６１に対応する部位以外の金属膜２２を露出させる。その後、ＲＩＥ法によってエッチングを行い、露出した金属膜２２を除去し、圧電素子１６１の上部電極と電気的に接続するための電極２２１を形成する（図２（ｂ））。
【００４９】
次いで、Ｓｉ基板２０の他方の面の全面に、ＳｉＯ２からなる絶縁膜２３（厚み：２μｍ）をＣＶＤ法によって製膜する（図２（ｃ））。絶縁膜２３の製膜の後、該絶縁膜２３上にレジストの塗布、露光・現像処理によるレジスト膜のパターニングを行い、Ｓｉ基板２０に電極２２１に連通する貫通孔とインク供給用流路用の貫通孔をそれぞれ形成すべき部位の絶縁膜２３に対し、ＲＩＥ法によってエッチングを行い、絶縁膜２３を除去することで除去部２３ａ、２３ｂを形成する。更に、絶縁膜２３上に形成したレジスト膜をウェットエッチングで除去し、絶縁膜２３を露出させる（図２（ｄ））。
【００５０】
その後、除去部２３ａ、２３ｂが形成された面に対し、再度ＲＩＥ法によってエッチングを行う。このとき、ＳｉＯ２からなる絶縁膜２３もエッチングされるとはいえ、Ｓｉ基板２０よりもエッチング速度が遅いため、絶縁膜２３がマスクの役目をなすことで、除去部２３ａ、２３ｂに露出する部分のＳｉ基板２０が先に除去される。これにより、Ｓｉ基板２０の一方の面に形成された絶縁膜２１に至る深さの凹部２４ａ、２４ｂを形成する（図２（ｅ））。
【００５１】
凹部２４ａ、２４ｂを形成した後、更にＲＩＥ法によってエッチングを行うことで、凹部２４ａ、２４ｂの底部に露出する絶縁膜２１を除去する。これにより、凹部２４ａ、２４ｂはそれぞれＳｉ基板２０及び絶縁膜２１を貫通する貫通孔２４１、２４２となる。貫通孔２４２の底部には電極２２１が臨んでいる（図２（ｆ））。
【００５２】
次いで、電極２２１とは反対面側からＳｉＯ２からなる絶縁膜２５（厚み：２μｍ）を再度ＣＶＤ法によって製膜する。絶縁膜２５は貫通孔２４１の内壁面、貫通孔２４２の内壁面と該貫通孔２４２の底部に臨む電極２２１上にもそれぞれ形成される（図２（ｇ））。
【００５３】
絶縁膜２５の製膜後は、該絶縁膜２５の表面からＲＩＥ法によりエッチングを行うことで、貫通孔２４２内に臨む電極２２１上に形成された部分の絶縁膜２５を除去する（図３（ａ））。ここで、貫通孔２４２内は空間あたりの表面積がＳｉ基板２０表面に比べて大きくなっているので、Ｓｉ基板２０の方が製膜し易く、貫通孔２４２内のＳｉＯ２の膜厚はＳｉ基板２０に比べて薄くなるため、ＲＩＥによってＳｉ基板２０が露出するよりも早く、貫通孔２４２が開口する。このとき、異方性エッチングを行うことで、貫通孔２４２の側壁はエッチングされず、ＳｉＯ２の絶縁膜２５は保たれる。
【００５４】
その後、絶縁膜２５上に下地層となる不図示のＴｉ膜（厚み：０．０２μｍ）をスパッタによって製膜し、更にそのＴｉ膜の上にＣｕ膜（厚み：０．５μｍ）をスパッタにより製膜し、このＣｕ膜をレジストを用いた露光・現像処理によってパターニングし、所定の配線パターンとなる部位のレジストを除去してＣｕ膜を露出させる。そして、この露出したＣｕ膜上にＣｕ（厚み：５μｍ）を電界めっきした後、レジストを除去し、Ｃｕ膜及びＴｉ膜をエッチングして、絶縁膜２５上にＣｕからなる所定パターンの配線２６を形成する。この配線２６は、貫通孔２４２を介して電極２２１と電気的に接続している（図３（ｂ））。
【００５５】
次いで、Ｓｉ基板２０における電極２２１の側に、感光性のドライフィルム２７（厚み：５０μｍ）をラミネートし、露光・現像処理によってパターニングを行い、貫通孔２４１及び電極２２１の部位のドライフィルムを除去する（図３（ｃ））。その後、電極２２１の表面に低融点半田ペーストを付与することによって接点部２８を突出するように形成する。これにより配線層２が作製される（図３（ｄ））。
【００５６】
＜上部層の作製＞
次に、第１の工程で作製された基材１における圧電素子１６１の形成面上に、配線層２のドライフィルム２７側を配置させ、基材１の貫通孔１３と配線層２の貫通孔２４１、接点部２８と圧電素子１６１の上部電極１７とが一致するように両者を位置合わせして重ね（図４（ａ））、両者を加熱加圧することによって接合し、上部層３を作製する（図４（ｂ））。この加熱加圧により、ドライフィルム２７は接着層として機能して基材１と接着すると共に、接点部２８は溶融して圧電素子１６１の上部電極１７と接合し、確実な電気的接続を得る。また、貫通孔２４１と貫通孔１３とは連通し、インク供給用流路３１を形成する。
【００５７】
（第３の工程）
上部層３を作製した後、該上部層３中の基材１に対し、圧電素子１６１の形成面の反対面からＲＩＥ法によってエッチングを行い、基材１を構成するＳｉ基板１０を除去していき、薄膜１１のみを残すように薄く加工することにより、加工し残された薄膜１１によって振動板を形成する（図５）。ＳｉＯ２からなる薄膜１１はＳｉ基板１０よりもエッチング速度が遅いため、容易に薄膜１１のみを残存させることができる。
【００５８】
このエッチング加工時、薄膜１１の一方の面には配線層２が接合されているため、基材１を薄膜状に加工して薄膜１１を残存させるように加工する際のハンドリングに支障をきたすことはない。
【００５９】
また、エッチングに代えて研磨装置を用いて、薄膜１１のみを残存させるようにＳｉ基板１０を研磨加工してもよく、この場合も配線層２によってハンドリングに十分な支持状態が付与される。
【００６０】
（第４の工程）
上部層３において、振動板である薄膜１１における圧電素子１６１の形成面とは反対面に下部層４を接合し、インクジェットヘッドを作製する。下部層４は、Ｓｉ基板からなるノズルプレート４１（厚み：１５０μｍ）上に感光性のドライフィルム層４２（厚み：１００μｍ）を積層して形成される（図６（ａ））。
【００６１】
ノズルプレート４１には、圧電素子１６１の数に対応し、且つ、該圧電素子１６１の下方に位置するようにノズル４１１を開設しておく。
【００６２】
ドライフィルム層４２は、ノズルプレート４１を上部層３の薄膜１１に接合するための接着層となると共に、ノズルプレート４１上に積層された後に、露光・現像処理によって、該ノズルプレート４１上に、圧電素子１６１の数に対応し、且つ、該圧電素子１６１の下方に位置するように、圧力室４３を形成している。ノズル４１１は圧力室４３の底部に配置される。
【００６３】
かかる下部層４は、上部層３の下方に位置合わせした後、加熱加圧することによってドライフィルム層４２によって上部層３に対して接合する。これにより、ドライフィルム層４２と振動板である薄膜１１とが圧力室４３の壁面を構成する。インク供給用流路３１は圧力室４３内と連通している（図６（ｂ））。
【００６４】
ここでは、感光性のドライフィルム層４２を用いて圧力室４３の壁面を構成する素材としているため、圧力室４３を形成するために別途の基板を用いる必要がなく、露光・現像処理によって容易にパターニングできると共に、圧力室４３からノズル４１１までの距離を短くでき、流路抵抗を低減できる利点がある。
【００６５】
配線層２の上面には不図示の共通インク室が設けられる。これにより共通インク室内のインクがインク供給用流路３１を介して圧力室４３に供給される。このインク供給用流路３１の入口部分の径は、他の部分よりも細く形成して絞り部（径５０μｍ）とすることで、インクの供給のためと、液滴の形成のためのインピーダンスを調整する機能を有している。
【００６６】
また、配線層２の配線２６及び薄膜１１上の下部電極１５は、それぞれ不図示の駆動回路と電気的に接続される。駆動回路からの電力は、配線２６、電極２２１、接点部２８を経由して圧電素子１６１の上部電極１７と下部電極１５とに印加され、その間の圧電素子１６１を駆動させる。
【００６７】
（第２の実施形態）
図７、図８は第２の実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法の工程を示している。第２の実施形態は、第１の実施形態における基材１がＳｉ基板１０の単板からなる場合である。第１の工程及び第２の工程は、基材１がＳｉ基板１０のみからなる以外第１の実施形態と同一であるため、詳細な説明は省略する。
【００６８】
（第３の工程）
圧電素子１６１、下部電極１５及び上部電極１７を有するＳｉ基板１０のみからなる基材１上に、配線層２を接合することにより上部層３を形成し（図７（ａ））、その後、基材１におけるＳｉ基板１０を、圧電素子１６１の形成面とは反対面からＲＩＥ法によるエッチング加工又は研磨装置を用いた研磨加工によって、振動板となる厚みを残してＳｉ基板１０を薄膜状に加工し、Ｓｉ薄膜１０１（厚み：５μｍ）を形成する（図７（ｂ））。ここでは、このＳｉ薄膜１０１がそのまま振動板となる。
【００６９】
このエッチング加工又は研磨加工時、Ｓｉ基板１０一方の面には配線層２が接合されているため、Ｓｉ基板１０を薄膜状に加工してＳｉ薄膜１０１を形成する際のハンドリングに支障をきたすことはない。
【００７０】
（第４の工程）
上部層３に対し、振動板であるＳｉ薄膜１０１における圧電素子１６１の形成面とは反対面に下部層４を接合し、インクジェットヘッドを作製する。下部層４は、Ｓｉ基板からなるノズルプレート４１（厚み：１５０μｍ）上にガラス基板４４（厚み：１５０μｍ）を積層して形成する（図８）。
【００７１】
ガラス基板４４には、予めエッチング加工又はサンドブラスト加工等によって、圧電素子１６１の数に対応し、且つ、該圧電素子１６１の下方に位置するように、貫通孔からなる圧力室４３を形成する。
【００７２】
下部層４は、圧力室４３となる貫通孔を形成したガラス基板４４とノズルプレート４１とを上部層３の下方において、ガラス基板４４が上部層３中のＳｉ薄膜１０１と接するように位置合わせした後（図８（ａ））、上部層３中のＳｉ薄膜１０１、ガラス基板４４及びＳｉ基板からなるノズルプレート４１を接着剤を用いずに一体に陽極接合する。これにより、振動板であるＳｉ薄膜１０１とガラス基板４４とによって圧力室４３の壁面を形成する。インク供給用流路３１及びノズル４１１は圧力室４３内と連通している（図８（ｂ））。
【００７３】
この場合も、ガラス基板４４を用いて圧力室４３の側壁を構成する素材としているため、圧力室４３からノズル４１１までの距離を短くでき、流路抵抗を低減できる。
【００７４】
（第３の実施形態）
図９、図１０は第３の実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法の工程を示している。第３の実施形態は、第１の実施形態における下部層４が異なる以外は第１の実施形態と同一であるため、第１〜第３の工程についての詳細な説明は省略する。
【００７５】
なお、図９、図１０において、Ｔｉ膜１４は図示を省略してある。
【００７６】
（第４の工程）
上部層３に対し、振動板である薄膜１１における圧電素子１６１の形成面とは反対面に下部層４を接合し、インクジェットヘッドを作製する。下部層４は、ＳＵＳ（ステンレス）によって作製され、ＳＵＳからなるノズルプレート４５（厚み：１５０μｍ）上にＳＵＳからなる圧力室基板４６（厚み：１５０μｍ）を積層して形成する（図９）。
【００７７】
圧力室基板４６には、予め圧電素子１６１の数に対応し、且つ、該圧電素子１６１の下方に位置するように、貫通孔からなる圧力室４３を形成している。
【００７８】
下部層４は、圧力室４３となる貫通孔を形成した圧力室基板４６とノズルプレート４５とを例えば拡散接合によって一体に接合した後、この圧力室基板４６上面（上部層３との接合面）に転写接着剤層４７（厚み：０．５μｍ）を形成している。ノズル４５１は圧力室４３内に臨んでいる。
【００７９】
転写接着剤層４７は、例えば次のようにして形成することができる。まず、薄膜状の転写接着剤４７１の上方に、圧力室基板４６を下にした下部層４を配置させ（図１０（ａ））、下部層４を降下させて圧力室基板４６を転写接着剤４７１に接触させる（図１０（ｂ））。その後、下部層４を上昇させると、圧力室基板４６の上面に転写接着剤４７１の一部が転写されて転写接着剤層４７が形成される（図１０（ｃ））。
【００８０】
転写接着剤層４７を有する下部層４を上部層３の下方に位置合わせした後（図９（ａ））、加熱加圧し、転写接着剤層４７によって上部層３に対して接合する。これにより、振動板である薄膜１１と圧力室基板４６とによって圧力室４３の壁面を形成する。インク供給用流路３１は圧力室４３内と連通している（図９（ｂ））。
【００８１】
この場合も、ＳＵＳからなる圧力室基板４６を用いて圧力室４３の側壁を構成する素材としているため、圧力室４３からノズル４５１までの距離を短くでき、流路抵抗を低減できる。
【符号の説明】
【００８２】
１  基材
１０  Ｓｉ基板
１１  薄膜
１２  レジスト
１２ａ  除去部
１３  貫通孔
１４  Ｔｉ膜
１５  下部電極
１６  圧電薄膜
１６１  圧電素子
１７  上部電極
２  配線層
２０  Ｓｉ基板
２１  絶縁膜
２２  金属膜
２２１  電極
２３  絶縁膜
２３ａ、２３ｂ  除去部
２４ａ、２４ｂ  凹部
２４１、２４２  貫通孔
２５  絶縁膜
２６  配線
２７  ドライフィルム
２８  接点部
３  上部層
３１  インク供給用流路
４  下部層
４１  ノズルプレート
４１１  ノズル
４２  ドライフィルム層
４３  圧力室
４４  ガラス基板
４５  ノズルプレート
４５１  ノズル
４６  圧力室基板
４７  転写接着剤層
４７１  転写接着剤
【図１】
2011099316.tif 000003
【図２】
2011099316.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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2011099316.tif 000014
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