(57)【要約】【課題】連通流路の壁の剛性を高めながら連通流路の気泡の排出性を向上させる液体噴射ヘッド等の技術を提供する。【解決手段】液体噴射ヘッドは、ノズル板、多層基板、及び、圧力室基板を含む。前記多層基板は、前記ノズル板側から配置順に、第一流路配置層、該第一流路配置層とは材質が異なる絶縁層、及び、該絶縁層とは材質が異なる第二流路配置層を含み、前記第一流路配置層と前記絶縁層と前記第二流路配置層とを貫通した連通流路を有する。前記圧力室基板から前記ノズル板に向かう方向を第一方向とし、該第一方向と交差する方向を第二方向として、前記連通流路は前記第一方向及び前記第二方向に沿った第一断面において第一幅の第一部位及び第二幅の第二部位を含み、前記第一幅は前記第二幅よりも狭く、前記第一部位は前記絶縁層を含み、前記連通流路は前記第一部位と前記第二部位との間に前記第一方向に対して斜めの壁面を有する第一傾斜部位を含む。【選択図】図５
2019217705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルを有するノズル板と、
該ノズル板側から配置順に、第一流路配置層、該第一流路配置層とは材質が異なる絶縁層、及び、該絶縁層とは材質が異なる第二流路配置層を含む多層基板であって、前記第一流路配置層と前記絶縁層と前記第二流路配置層とを貫通した連通流路を有する多層基板と、
前記連通流路を介して前記ノズルに連通している圧力室を有する圧力室基板と、を含み、
前記圧力室基板から前記ノズル板に向かう方向を第一方向とし、該第一方向と交差する方向を第二方向として、前記連通流路は、前記第一方向及び前記第二方向に沿った第一断面において第一幅の第一部位及び第二幅の第二部位を含み、
前記第一幅は、前記第二幅よりも狭く、
前記第一部位は、前記絶縁層を含み、
前記連通流路は、前記第一部位と前記第二部位との間に、前記第一方向に対して斜めの壁面を有する第一傾斜部位を含む、液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記連通流路は、前記第一部位から前記第二部位とは反対の方向にある第三部位を含み、
前記第一方向に直交する第二断面における前記第二部位の形状は、第一の角、及び、該第一の角と向き合った第二の角を有し、
前記第一方向に直交する第三断面における前記第三部位の形状は、前記第一の角に対応する第三の角、及び、前記第二の角に対応する第四の角を有し、
前記第一傾斜部位は、前記第一の角と前記第三の角との間に配置されている、請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記第一傾斜部位は、複数有り、前記第一の角と前記第三の角との間、及び、前記第二の角と前記第四の角との間に配置されている、請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記第一の角、前記第二の角、前記第三の角、及び、前記第四の角は、鋭角である、請求項２又は請求項３に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記第一傾斜部位は、前記連通流路と前記圧力室との第一接続部から離れており、前記連通流路と前記ノズルとの第二接続部から離れている、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記連通流路において前記第一部位から前記第一傾斜部位までの範囲は、前記連通流路において前記第一方向における中間の位置を含んでいる、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
前記第一流路配置層及び前記第二流路配置層は、シリコン製であり、
前記多層基板の表面の面指数は、（１１０）であり、
前記第一傾斜部位の壁面の面指数は、（１１１）である、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項８】
前記連通流路は、前記第一部位から前記第二部位とは反対の方向にある第三部位を含み、
前記第一部位は、前記第二部位及び前記第三部位よりも前記連通流路の内側に突出し、
前記連通流路は、前記第一部位と前記第三部位との間に、前記第一方向に対して斜めの壁面を有する第二傾斜部位を含む、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項９】
前記圧力室基板は、前記圧力室の壁の一部を含む振動板と、該振動板上に配置されている圧電素子と、を含む、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドを含む液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に示される液体噴射ヘッドは、ノズルを有するノズル板、該ノズル板のノズルに接続された連通流路を有する流路基板、及び、該流路基板の連通流路に接続された圧力室を有する圧力室基板が順に積層された構造を有している。特許文献１に示される連通流路は、圧力室とノズルとを連通させるストレート状の孔形状を有している。液体噴射ヘッドは、圧力室内の液体に圧力変化を生じさせることにより、ノズルから液滴を噴射する。
【０００３】
上述した液体噴射ヘッドにおいて、圧力室と連通流路とノズルの組合せは、複数設けられている。液体噴射装置の高精度化に伴いノズルの密度が高くなると、連通流路同士を仕切る壁が薄くなり、連通流路内の液体の圧力により撓み易くなる。連通流路間の壁が撓み易いと、隣のノズルが液滴を噴射するか否かが液滴に噴射に影響を与えるという、クロストーク現象が生じ易くなる。クロストーク現象が生じると、液滴の着弾位置がばらつく。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−３０１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
クロストーク現象を抑制するためには、連通流路の壁の剛性を高める必要がある。その際、連通流路内に気泡が残留すると液滴の噴射に影響するので、連通流路内の気泡の残留を抑制する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液体噴射ヘッドは、ノズルを有するノズル板と、
該ノズル板側から配置順に、第一流路配置層、該第一流路配置層とは材質が異なる絶縁層、及び、該絶縁層とは材質が異なる第二流路配置層を含む多層基板であって、前記第一流路配置層と前記絶縁層と前記第二流路配置層とを貫通した連通流路を有する多層基板と、
前記連通流路を介して前記ノズルに連通している圧力室を有する圧力室基板と、を含み、
前記圧力室基板から前記ノズル板に向かう方向を第一方向とし、該第一方向と交差する方向を第二方向として、前記連通流路は、前記第一方向及び前記第二方向に沿った第一断面において第一幅の第一部位及び第二幅の第二部位を含み、
前記第一幅は、前記第二幅よりも狭く、
前記第一部位は、前記絶縁層を含み、
前記連通流路は、前記第一部位と前記第二部位との間に、前記第一方向に対して斜めの壁面を有する第一傾斜部位を含む、態様を有する。
【０００７】
また、本発明の液体噴射装置は、前記液体噴射ヘッドを含む、態様を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】液体噴射ヘッドの例をＸ方向及びＺ方向に沿った断面において模式的に示す図。
【図２】図１におけるＢ部分を拡大した断面図。
【図３】液体噴射ヘッドの例をＹ方向及びＺ方向に沿った断面において模式的に示す図。
【図４】多層基板の例を圧力室基板の方から見る状態において模式的に示す平面図。
【図５】図４のＡ１−Ａ１の位置における多層基板の断面の例を模式的に示す図。
【図６】図６Ａは図５のＡ２−Ａ２の位置における連通流路の断面の例を模式的に示す図、図６Ｂは図５のＡ４−Ａ４の位置における連通流路の断面の例を模式的に示す図、図６Ｃは図５のＡ３−Ａ３の位置における連通流路の断面の例を模式的に示す図。
【図７】図７Ａ〜７Ｃは液体噴射ヘッドの製造工程の例を模式的に示す断面図。
【図８】図８Ａ〜８Ｃは液体噴射ヘッドの製造工程の例を模式的に示す断面図。
【図９】図９Ａ〜９Ｃは液体噴射ヘッドの製造工程の例を模式的に示す断面図。
【図１０】図１０Ａ，１０Ｂは液体噴射ヘッドの製造工程の例を模式的に示す断面図。
【図１１】連通流路対応領域における第一流路配置層及び第二流路配置層がエッチングされる例を模式的に示す断面図。
【図１２】製造方法の別の例を模式的に示す図。
【図１３】製造工程の別の例を模式的に示す断面図。
【図１４】製造方法の別の例を模式的に示す図。
【図１５】図１５Ａ〜１５Ｃは製造工程の別の例を模式的に示す断面図。
【図１６】液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置の例を模式的に示す斜視図。
【図１７】多層基板の断面の別の例を模式的に示す図。
【図１８】多層基板の断面の別の例を模式的に示す図。
【図１９】多層基板の断面の別の例を模式的に示す図。
【図２０】製造工程の別の例を模式的に示す図。
【図２１】図２１Ａ，２１Ｂは製造工程の別の例を模式的に示す断面図。
【図２２】図２２Ａ，２２Ｂは製造工程の別の例を模式的に示す断面図。
【図２３】図２３Ａ，２３Ｂは製造工程の別の例を模式的に示す断面図。
【図２４】図２４Ａ，２４Ｂは製造工程の別の例を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を説明する。むろん、以下の実施形態は本発明を例示するものに過ぎず、実施形態に示す特徴の全てが発明の解決手段に必須になるとは限らない。
【００１０】
（１）本発明に含まれる技術の概要：
まず、図１〜２４に示される例を参照して本発明に含まれる技術の概要を説明する。尚、本願の図は模式的に例を示す図であり、これらの図に示される各方向の拡大率は異なることがあり、各図は整合していないことがある。むろん、本技術の各要素は、符号で示される具体例に限定されない。
また、本願において、数値範囲「Min〜Max」は、最小値Min以上、且つ、最大値Max以下を意味する。化学式で表される組成比は化学量論比を示し、化学式で表される物質には化学量論比から外れたものも含まれる。
【００１１】
［態様１］
本技術の一態様に係る液体噴射ヘッド１は、ノズル板８０、多層基板３０、及び、圧力室基板１０を含んでいる。前記ノズル板８０は、ノズル８１を有している。前記多層基板３０は、前記ノズル板８０側から配置順に、第一流路配置層１３１、該第一流路配置層１３１とは材質が異なる絶縁層１４１、及び、該絶縁層１４１とは材質が異なる第二流路配置層１３２を含んでいる。前記多層基板３０は、前記第一流路配置層１３１と前記絶縁層１４１と前記第二流路配置層１３２とを貫通した連通流路３１を有している。前記圧力室基板１０は、前記連通流路３１を介して前記ノズル８１に連通している圧力室１２を有している。
ここで、前記圧力室基板１０から前記ノズル板８０に向かう方向を第一方向Ｄ１とし、該第一方向Ｄ１と交差する方向を第二方向Ｄ２とする。図５等に例示するように、前記連通流路３１は、前記第一方向Ｄ１及び前記第二方向Ｄ２に沿った第一断面ＳＣ１において第一幅Ｗ１の第一部位３１０及び第二幅Ｗ２の第二部位３２０を含んでいる。前記第一幅Ｗ１は、前記第二幅Ｗ２よりも狭い。前記第一部位３１０は、前記絶縁層１４１を含んでいる。前記連通流路３１は、前記第一部位３１０と前記第二部位３２０との間に、前記第一方向Ｄ１に対して斜めの壁面を有する第一傾斜部位３４０を含んでいる。
【００１２】
上記態様１では、上記第一断面ＳＣ１において連通流路３１の幅が絶縁層１４１を含む第一部位３１０において第二部位３２０よりも狭いので、連通流路３１の壁の剛性が高められている。また、連通流路３１において第一部位３１０と第二部位３２０との間に第一傾斜部位３４０があるので、液体Ｑ１の流れがよくなり、連通流路３１内の気泡の残留が抑制される。従って、本態様は、連通流路の壁の剛性を高めながら連通流路の気泡の排出性を向上させる液体噴射ヘッドを提供することができる。
その結果、ノズル板に複数のノズルが並べられている場合、連通流路間の壁の剛性が高められ、クロストーク現象を抑制しながら連通流路の気泡の排出性を向上させることができる。
【００１３】
ここで、ノズルは、インク滴といった液滴が噴射する小孔のことである。
第一流路配置層及び第二流路配置層の材料には、シリコンといった半導体、金属、セラミックス、等を用いることができる。絶縁層の材料には、酸化シリコン、金属酸化物、セラミックス、合成樹脂、等の中から第一流路配置層及び第二流路配置層の材料とは異なる材料を用いることができる。例えば、多層基板にＳＯＩ基板を用いる場合、酸化シリコン層から絶縁層を形成することができ、前述の酸化シリコン層の両側にあるシリコン層から第一流路配置層及び第二流路配置層を形成することができる。ここで、ＳＯＩは、”Silicon On Insulator”の略称である。
多層基板の絶縁層は、１層に限定されず、２層以上あってもよい。多層基板の連通流路は、多層基板が第三流路配置層といった付加的な層を含む場合に該付加的な層を貫通してもよい。
圧力室は、内部にある液体に圧力を加えるための空間である。
第一傾斜部位の壁面が第一方向に対して斜めであることは、第一傾斜部位の壁面が第一方向に沿っておらず、第一傾斜部位の壁面が第一方向に直交していないことを意味する。
連通流路の斜めの壁面は、第一断面において互いに幅が異なる第一部位及び第二部位の間にあればよい。従って、第一方向に沿っているが第二方向に沿っていない断面において、連通流路に斜めの壁面が無くてもよいし、連通流路に斜めの壁面が有ってもよい。
液体噴射ヘッドは、液体吐出ヘッドとも呼ばれる。
尚、上述した付言は、以下の態様においても適用される。
【００１４】
［態様２］
図５等に例示するように、前記連通流路３１は、前記第一部位３１０から前記第二部位３２０とは反対の方向Ｄ３にある第三部位３３０を含んでいてもよい。図６Ａに例示するように、前記第一方向Ｄ１に直交する第二断面ＳＣ２における前記第二部位３２０の形状は、第一の角ＡＮ１、及び、該第一の角ＡＮ１と向き合った第二の角ＡＮ２を有してもよい。図６Ｃに例示するように、前記第一方向Ｄ１に直交する第三断面ＳＣ３における前記第三部位３３０の形状は、前記第一の角ＡＮ１に対応する第三の角ＡＮ３、及び、前記第二の角ＡＮ２に対応する第四の角ＡＮ４を有してもよい。前記第一傾斜部位３４０は、前記第一の角ＡＮ１と前記第三の角ＡＮ３との間に配置されてもよい。
上記態様では、第一方向Ｄ１から連通流路３１を見た場合に第一傾斜部位３４０が第一の角ＡＮ１及び第三の角ＡＮ３に対応する位置にあるので、連通流路３１内の気泡の残留がさらに抑制される。従って、本態様は、連通流路の気泡の排出性をさらに向上させる技術を提供することができる。
【００１５】
［態様３］
さらに、前記第一傾斜部位３４０は、複数有ってもよい。複数有る前記第一傾斜部位３４０は、前記第一の角ＡＮ１と前記第三の角ＡＮ３との間、及び、前記第二の角ＡＮ２と前記第四の角ＡＮ４との間に配置されてもよい。この態様では、第一方向Ｄ１から連通流路３１を見た場合に第一の角ＡＮ１及び第三の角ＡＮ３に対応する位置、並びに、第二の角ＡＮ２及び第四の角ＡＮ４に対応する位置に第一傾斜部位３４０があるので、連通流路３１内の気泡の残留が抑制されている状態で連通流路３１の壁の剛性が高められる。従って、本態様は、連通流路の壁の剛性をさらに高めることが可能な技術を提供することができる。
【００１６】
［態様４］
さらに、前記第一の角ＡＮ１、前記第二の角ＡＮ２、前記第三の角ＡＮ３、及び、前記第四の角ＡＮ４は、鋭角でもよい。この態様では、第一方向Ｄ１から連通流路３１を見た場合に鋭角の第一の角ＡＮ１及び第三の角ＡＮ３に対応する位置、並びに、鋭角の第二の角ＡＮ２及び第四の角ＡＮ４に対応する位置に第一傾斜部位３４０があるので、連通流路３１内の気泡の残留がさらに抑制される。従って、本態様は、連通流路の気泡の排出性をさらに向上させる技術を提供することができる。
【００１７】
［態様５］
上述した第一傾斜部位３４０は、前記連通流路３１と前記圧力室１２との第一接続部Ｊ１から離れていてもよく、前記連通流路３１と前記ノズル８１との第二接続部Ｊ２から離れていてもよい。この態様は、第一傾斜部位３４０が連通流路３１の壁のうち撓み易い部分に配置されているので、連通流路の壁の剛性がさらに高まる。
【００１８】
［態様６］
図５等に例示するように、前記連通流路３１において前記第一部位３１０から前記第一傾斜部位３４０までの範囲３４５は、前記連通流路３１において前記第一方向Ｄ１における中間の位置３４６を含んでいてもよい。この態様は、第一部位３１０及び第一傾斜部位３４０が連通流路３１の壁のうち特に撓み易い部分に配置されているので、連通流路の壁の剛性がさらに高まる。
【００１９】
［態様７］
前記第一流路配置層１３１及び前記第二流路配置層１３２は、シリコン製でもよい。前記多層基板３０の表面の面指数は、（１１０）でもよい。前記第一傾斜部位３４０の壁面の面指数は、（１１１）でもよい。本態様は、連通流路の壁の剛性を高めながら連通流路の気泡の排出性を向上させる好適な液体噴射ヘッドを提供することができる。
ここで、面指数は、ミラー指数とも呼ばれる。面指数が（１１０）である面は、（１１０）面とも呼ばれる。面指数が（１１１）である面は、（１１１）面とも呼ばれる。
【００２０】
［態様８］
図５等に例示するように、前記連通流路３１は、前記第一部位３１０から前記第二部位３２０とは反対の方向Ｄ３にある第三部位３３０を含んでいてもよい。前記第一部位３１０は、前記第二部位３２０及び前記第三部位３３０よりも前記連通流路３１の内側に突出していてもよい。前記連通流路３１は、前記第一部位３１０と前記第三部位３３０との間に、前記第一方向Ｄ１に対して斜めの壁面を有する第二傾斜部位３５０を含んでいてもよい。本態様も、連通流路の壁の剛性を高めながら連通流路の気泡の排出性を向上させる好適な液体噴射ヘッドを提供することができる。
【００２１】
［態様９］
図１〜３に例示するように、前記圧力室基板１０は、前記圧力室１２の壁の一部を含む振動板１６を含んでいてもよく、前記振動板１６上に配置されている圧電素子３を含んでいてもよい。本態様も、連通流路の壁の剛性を高めながら連通流路の気泡の排出性を向上させる好適な液体噴射ヘッドを提供することができる。
【００２２】
［態様１０］
図１６に例示するように、本技術の一態様に係る液体噴射装置２００は、上述した液体噴射ヘッド１を含む。この態様は、連通流路の壁の剛性を高めながら連通流路の気泡の排出性を向上させる液体噴射ヘッドを含む液体噴射装置を提供することができる。その結果、ノズル板に複数のノズルが並べられている場合、連通流路間の壁の剛性が高められ、クロストーク現象を抑制しながら連通流路の気泡の排出性を向上させることができる。
ここで、液体噴射装置は、液体吐出装置とも呼ばれる。
【００２３】
さらに、本技術は、多層基板の製造方法、液体噴射ヘッドの製造方法、液体噴射装置の製造方法、等の態様も有する。
【００２４】
（２）液体噴射ヘッドの具体例：
図１は、液体噴射ヘッド１の例としてインクジェット式の記録ヘッドをＸ方向及びＺ方向に沿った断面において模式的に示している。図２は、図１におけるＢ部分の拡大図である。図３は、図１に示す液体噴射ヘッド１をＹ方向及びＺ方向に沿った断面において模式的に示している。ここで、Ｘ方向は、多層基板３０に沿った方向に含まれる方向であり、圧力室基板１０と多層基板３０とノズル板８０と封止板９０の幅方向であり、圧力室１２の長手方向である。Ｙ方向は、多層基板３０に沿った方向に含まれる方向であり、圧力室基板１０と多層基板３０とノズル板８０と封止板９０の長手方向であり、連通流路３１とノズル８１と供給流路３２の並び方向である。Ｚ方向は、圧力室基板１０と多層基板３０とノズル板８０と封止板９０の厚さ方向を示している。符号Ｄ１は、圧力室基板１０からノズル板８０に向かう第一方向である。本具体例の第一方向Ｄ１は、Ｚ方向に合わせられている。
Ｘ方向とＹ方向とＺ方向とは、互いに直交するものとするが、設計等により直交しない場合も互いに交差していれば本技術に含まれる。尚、「直交」は、厳密な９０°に限定されず、誤差により厳密な９０°からずれることを含む。また、方向や位置等の同一は、厳密な一致に限定されず、誤差により厳密な一致からずれることを含む。さらに、各部の位置関係の説明は、例示に過ぎない。従って、左右方向を上下方向又は前後方向に変更したり、上下方向を左右方向や前後方向に変更したり、前後方向を左右方向や上下方向に変更したり等することも、本技術に含まれる。
【００２５】
図１等に示す液体噴射ヘッド１は、圧力室基板１０、多層基板３０、保護基板５０、ケースヘッド７０、ノズル板８０、封止板９０、等を備える。液体噴射ヘッド１のリザーバーは、いわゆる縦型形状であり、多層基板３０にある第一の共通液室４０、及び、ケースヘッド７０にある第二の共通液室７２を含む。以下、第一の共通液室を単に「共通液室」と記載する。
【００２６】
圧力室基板１０は、各ノズル８１に対応した圧力室１２を有し、保護基板側面１０ａにアクチュエーター２を有し、多層基板側面１０ｂに圧力室１２の開口を有している。圧力室基板１０は、ノズル８１の並び方向であるＹ方向へ多数の圧力室１２が並べられた圧力室列を２列有している。すなわち、圧力室基板１０は、圧力室１２の長手方向であるＸ方向において２つの圧力室１２が配置されている。むろん、圧力室基板は、２列の圧力室列を有する以外にも、１列の圧力室列を有してもよいし、３列以上の圧力室列を有してもよい。多層基板側面１０ｂは、多層基板３０の圧力室基板側面３０ａに接合されている。圧力室基板１０と多層基板３０とは、例えば接着剤で接合される。本明細書において、接合すること、及び、接することは、間に接着剤等の介在するものが有ることと、間に介在するものが無いこととの両方を含む。
圧力室１２は、例えば、圧力室基板１０に対して保護基板側面１０ａから見た平面視において長尺な略四角形状に形成され、隔壁を介してＹ方向へ並べられる。各圧力室１２は、多層基板３０の連通流路３１を介してノズル板８０のノズル８１に連通している。
【００２７】
アクチュエーター２を除く圧力室基板１０の材料には、シリコン基板、ＳＵＳといった金属、セラミックス、ガラス、合成樹脂、等を用いることができる。ここで、ＳＵＳは、ステンレス鋼の略称である。特に限定されないが、圧力室基板１０は、膜厚が例えば数百μｍ程度と比較的厚く剛性の高いシリコン単結晶基板から形成することができる。複数の隔壁によって区画された圧力室１２は、例えば、ＫＯＨ水溶液といったアルカリ溶液を用いた異方性ウェットエッチングによって形成することができる。
【００２８】
図１〜３に示すアクチュエーター２は、圧力室基板１０の保護基板側面１０ａのほぼ全面に配置されている振動板１６、及び、該振動板１６上に配置されている圧電素子３を含んでいる。振動板１６は、圧力室１２の壁のうち圧電素子３側にある壁である。従って、振動板１６は、圧力室１２の壁の一部を含んでいる。多層基板３０の圧力室基板側面３０ａは、圧力室１２の壁面のうち多層基板３０側の壁面である。
振動板１６の材料には、ＳｉＯxで表される酸化シリコン、金属酸化物、セラミックス、合成樹脂、等を用いることができる。振動板は、圧力室基板の表面を変性する等して圧力室基板と一体に形成されてもよいし、圧力室基板に接合されて積層されてもよい。特に限定されないが、振動板は、圧力室基板用のシリコンウェハを１０００〜１２００℃程度の拡散炉で熱酸化することにより圧力室基板上に形成することができる。また、振動板は、酸化シリコン層に酸化ジルコニウム層が積層された構造といった積層構造でもよい。
【００２９】
図２，３に示す圧電素子３は、振動板１６上に形成された第一電極２１、該第一電極２１上に形成された圧電体層２３、及び、該圧電体層２３上に形成された第二電極２２を含んでいる。電極２１，２２の一方は、複数の圧力室１２に対応する範囲に配置された共通電極でもよい。図１には、フレキシブル基板といった接続配線６６に第一電極２１が個別電極として接続されていることが示されている。電極２１，２２の材料には、Ｐｔで表される白金、Ａｕで表される金、Ｉｒで表されるイリジウム、Ｔｉで表されるチタン、これらの金属の導電性酸化物、等の一種以上の材料を用いることができる。電極２１，２２の厚さは、特に限定されないが、数ｎｍ〜数百ｎｍ程度にすることができる。電極２１，２２の少なくとも一方には、金属等といった導電性材料のリード電極が接続されてもよい。圧電体層２３は、ＰＺＴといった鉛系ペロブスカイト型酸化物、非鉛系ペロブスカイト型酸化物、といった強誘電体材料等を用いることができる。ここで、ＰＺＴは、チタン酸ジルコン酸鉛の略称であり、化学量論比でＰｂ（Ｚｒx，Ｔｉ1-x）Ｏ3）である。圧電体層２３の厚さは、特に限定されないが、数百ｎｍ〜数μｍ程度にすることができる。
電極２１，２２やリード電極は、例えば、スパッタ法といった気相法等によって振動板上に電極膜を形成してパターニングすることにより形成することができる。圧電体層２３は、例えば、スピンコート法といった液相法や気相法により第一電極上に形成された圧電体前駆体膜を焼成してパターニングすることにより形成することができる。
【００３０】
尚、圧力室からノズルへ液体を移動させる駆動素子は、上述した圧電素子３に限定されず、発熱により圧力室内に気泡を発生させる発熱素子等でもよい。従って、アクチュエーター２は、圧電素子と振動板を含む圧電アクチュエーターに限定されず、圧力室に熱を伝える発熱素子を含むアクチュエーター等でもよい。
【００３１】
図１〜３に示す多層基板３０は、共通液室４０、ケースヘッド７０の第二の共通液室７２から共通液室４０に繋がっている流入流路３８、共通液室４０から圧力室１２に繋がっている供給流路３２、及び、圧力室１２からノズル板８０のノズル８１に繋がっている連通流路３１を含む液体流路を有している。多層基板３０は、前述の液体流路を有することから、流路基板とも呼ばれる。多層基板３０の圧力室基板側面３０ａには、圧力室基板１０及びケースヘッド７０が接合されている。多層基板３０とケースヘッド７０とは、例えば接着剤で接合される。多層基板３０のノズル板側面３０ｂには、ノズル板８０と封止板９０が接合されている。多層基板３０とノズル板８０とは、例えば接着剤で接合される。多層基板３０と封止板９０とは、例えば接着剤で接合される。
【００３２】
図２，３に示すように、本具体例の多層基板３０は、ノズル板８０側から配置順に、第一流路配置層１３１、絶縁層１４１、及び、第二流路配置層１３２を含んでいる。多層基板３０は、絶縁層１４１の位置から第一流路配置層１３１側において共通液室４０を有し、絶縁層１４１の位置から第二流路配置層１３２側において液室壁部３３を含んでいる。液室壁部３３において共通液室４０に面している液室壁面３３ａは、第二流路配置層１３２において絶縁層１４１側の面に合わせられている。封止板９０は、共通液室４０の壁の一部である。多層基板３０は、図１に示すように２つの共通液室４０を有している。各共通液室４０は、圧力室列に対応して多層基板３０に配置されている。
【００３３】
共通液室４０は、インクといった液体Ｑ１を貯留する。流入流路３８は、第二流路配置層１３２に対してＺ方向へ貫通した孔形状であり、ケースヘッド７０の第二の共通液室７２から共通液室４０まで液体Ｑ１を通過させる。流入流路３８の出口部分である流入口４２は、共通液室４０に形成された流入流路３８の開口部である。流入口４２の位置は、第二流路配置層１３２において絶縁層１４１側の面に合わせられている。供給流路３２は、第二流路配置層１３２に対してＺ方向へ貫通した孔形状であり、圧力室１２毎に配置された個別流路である。従って、液体流路は、共通液室４０から複数の供給流路３２に分岐している。各供給流路３２は、共通液室４０から対応する圧力室１２まで液体Ｑ１を通過させる。供給流路３２の入口部分である供給口４４は、共通液室４０に形成された供給流路３２の開口部であり、液室壁部３３の液室壁面３３ａに繋がっている。各共通液室４０に複数ある供給口４４は、圧力室１２の並び方向であるＹ方向へ並べられている。各供給口４４の位置は、第二流路配置層１３２において絶縁層１４１側の面に合わせられている。連通流路３１は、Ｚ方向である第一方向Ｄ１において、多層基板３０の全体にわたって貫通した孔形状であり、圧力室１２毎に配置された個別流路である。従って、連通流路３１は、第一流路配置層１３１と絶縁層１４１と第二流路配置層１３２とを貫通した孔形状である。各連通流路３１は、圧力室１２からノズル８１まで液体Ｑ１を通過させる。多層基板３０は、圧力室列に合わせられた連通流路３１の列を２列有している。連通流路３１の各列は、図３に示すように連通流路３１がＹ方向へ直線状に並べられてもよいし、連通流路３１が千鳥状に並べられてもよい。隣り合う連通流路３１同士は、第一流路配置層１３１と絶縁層１４１と第二流路配置層１３２を含む隔壁３１ａにより隔てられている。
詳しくは後述するが、連通流路３１には、Ｚ方向における途中の位置に凸部３００が配置されている。本具体例では、供給流路３２において第一壁面３３ａに繋がっている入口部分にも凸部３００が配置されている。
【００３４】
第一流路配置層１３１及び第二流路配置層１３２の材料には、Ｓｉで表されるシリコンといった半導体、金属、セラミックス、等を用いることができる。絶縁層１４１の材料には、酸化シリコン、金属酸化物、セラミックス、合成樹脂、等を用いることができる。特に限定されないが、多層基板３０にＳＯＩ基板を用いる場合、第一流路配置層１３１及び第二流路配置層１３２がシリコン製となり、絶縁層１４１が酸化シリコン製となる。ＳＯＩ基板には、例えば、第一流路配置層１３１及び第二流路配置層１３２がシリコン単結晶基板であって表面が（１１０）面である多層基板を用いることができる。
多層基板３０の液体流路は、例えば、ＫＯＨ水溶液といったアルカリ溶液を用いた異方性ウェットエッチング等によって形成することができる。
【００３５】
図１，２に示すように、本具体例の保護基板５０は、圧電素子３に対向する領域において圧電素子３の運動を阻害しない程度の空間５２を有し、圧電素子３を含む圧力室基板１０上に接合されている。保護基板５０と圧力室基板１０とは、例えば接着剤で接合される。保護基板５０がアクチュエーター２を覆っていることにより、アクチュエーター２が液体等の侵入から保護される。保護基板５０の材料には、シリコンといった半導体、ステンレス鋼といった金属、セラミックス、ガラス、合成樹脂、等を用いることができる。特に限定されないが、保護基板５０は、膜厚が例えば数百μｍ程度と比較的厚く剛性の高いシリコン単結晶基板から形成することができる。
尚、ケースヘッド７０等によりアクチュエーター２が保護される場合には、液体噴射ヘッド１から保護基板５０を省略することが可能である。
【００３６】
図１，２に示すように、本具体例のケースヘッド７０は、各共通液室４０ひいては圧力室列に供給する液体Ｑ１を貯留する第二の共通液室７２を有している。ケースヘッド７０は、保護基板５０に対向する領域に位置する空間形成部７１、接続配線６６を通す隙間７４、等を有し、多層基板３０の圧力室基板側面３０ａに接合されている。ケースヘッド７０と多層基板３０とは、例えば接着剤で接合される。空間形成部７１は、保護基板５０が入る空間を有する。第二の共通液室７２は、液体導入部７３から流入した液体Ｑ１を貯留する。多層基板３０の圧力室基板側面３０ａは、圧力室１２の壁面の一部であるとともに、第二の共通液室７２の壁面の一部でもある。ケースヘッド７０の材料には、ガラス、セラミックス、ステンレス鋼といった金属、合成樹脂、シリコンといった半導体、等を用いることができる。
【００３７】
図１に示す駆動回路６５は、電極２１，２２に対して電気的に接続された接続配線６６を介して圧電素子３を駆動する。駆動回路６５には、回路基板、ＩＣ、等を用いることができる。ここで、ＩＣは、集積回路の略称である。図示していないが、接続配線６６は液体噴射装置の制御装置に接続され、駆動回路６５は接続配線６６を介して制御装置に制御されて圧電素子３を駆動する。駆動回路６５を含む接続配線６６には、ＦＰＣ、ＣＯＦ、等を用いることができる。ここで、ＦＰＣは、”Flexible Printed Circuit”の略称である。ＣＯＦは、”Chip On Film”の略称である。
【００３８】
図１〜３に示すように、本具体例のノズル板８０は、Ｚ方向へ貫通したノズル８１を複数有し、多層基板３０のノズル板側面３０ｂに接合されている。ノズル板８０と多層基板３０とは、例えば接着剤で接合される。ノズル８１は、平板状のノズル板８０に形成された開口部であり、Ｚ方向へ貫通している。ノズル板８０は、圧力室列に合わせられたノズル８１の列を２列有している。ノズル８１の各列は、図３に示すようにノズル８１がＹ方向へ直線状に並べられてもよいし、ノズル８１が千鳥状に並べられてもよい。ノズル板８０において多層基板３０に接合される面とは反対側の面は、液滴Ｑ０が吐出するノズル面８０ｂである。ノズル面８０ｂには、クリーニング時に負圧が適用される。
ノズル板８０の材料には、ステンレス鋼といった金属、ガラス、セラミックス、合成樹脂、シリコンといった半導体、等を用いることができる。特に限定されないが、ノズル板８０は、厚みが例えば０．０１〜１ｍｍ程度のガラスセラミックスから形成することができる。
【００３９】
図１，２に示す封止板９０は、可撓性を有するフィルムであり、共通液室４０内の液体Ｑ１の圧力変動を吸収する吸振体として機能する。封止板９０は、コンプライアンス機能を有するので、コンプライアンスシートとも呼ばれる。各共通液室４０を封止する封止板９０は、共通液室４０の壁の一部として多層基板３０のノズル板側面３０ｂに接合されている。封止板９０と多層基板３０とは、例えば接着剤で接合される。尚、共通液室４０毎に封止板９０で共通液室４０を封止する以外にも、複数の共通液室４０をまとめて１つの封止板で共通液室４０を封止してもよい。また、封止板９０の代わりにノズル板８０で共通液室４０を封止してもよい。共通液室４０の材料には、合成樹脂、シリコンといった半導体、ステンレス鋼といった金属、等を用いることができる。
【００４０】
上述した構造を有する液体噴射ヘッド１において、液体Ｑ１は、順に、液体導入部７３、第二の共通液室７２、流入流路３８、共通液室４０、供給流路３２、圧力室１２、及び、連通流路３１を通り、アクチュエーター２の動作によりノズル８１から液滴Ｑ０として噴射される。ここで、液体導入部７３、第二の共通液室７２、流入流路３８、及び、共通液室４０は、複数の圧力室１２に共通の流路である。供給流路３２、圧力室１２、連通流路３１、及び、ノズル８１は、各圧力室１２に対応する個別の流路である。従って、共通液室４０内の液体Ｑ１は、個別の供給流路３２に分かれて流出する。駆動回路６５が第一電極２１と第二電極２２との間に電圧を印加してアクチュエーター２を圧力室１２側へ撓ませると、圧力室１２内の液体Ｑ１が連通流路３１を経てノズル８１に流れる。これにより、ノズル８１から液滴Ｑ０が噴射される。また、駆動回路６５が前述の電圧の印加を停止すると、アクチュエーター２が圧力室１２とは反対側へ動くので、共通液室４０内の液体Ｑ１が供給流路３２を経て圧力室１２に流入する。従って、アクチュエーター２は、繰り返しノズル８１から液滴Ｑ０を噴射させることが可能である。
【００４１】
液体噴射ヘッド１が噴射した複数の液滴Ｑ０が被印刷物（print substrate）に着弾する場合、被印刷物に複数の液滴Ｑ０のドットが形成され、複数のドットによる印刷画像が被印刷物に表現される。ここで、被印刷物は、印刷画像を保持する素材のことであり、多角形や円形といった様々な二次元形状、及び、角柱や球形といった様々な三次元形状がある。被印刷物の材料には、紙、合成樹脂、金属、セラミックス、等を用いることができる。ドットは、被印刷物上に液滴によって形成された記録結果の最小単位のことである。印刷画像を高解像度化するためには、ノズルピッチを例えば３００dpi以上と細かくする必要がある。ノズルピッチを細かくするためには、隣り合うノズル８１同士の間隔を狭くする必要があり、ひいては、隣り合う連通流路３１を仕切る隔壁３１ａを薄くする必要がある。しかし、隔壁３１ａが薄い場合、液滴Ｑ０を噴射する時に液体Ｑ１の内圧により隔壁３１ａが撓み易く、隣のノズルが液滴を噴射するか否かが液滴に噴射に影響を与えるという、クロストーク現象が生じ易い。クロストーク現象が生じると、液滴Ｑ０の着弾位置が安定せず、印刷画像の画質が低下する。
【００４２】
例えば、互いに隣り合う２箇所のノズル８１を第一のノズル及び第二のノズルとし、第一のノズルに繋がっている連通流路３１を第一の連通流路とし、第二のノズルに繋がっている連通流路３１を第二の連通流路とする。第一のノズルから液滴Ｑ０が噴射されて第二のノズルから液滴Ｑ０が噴射されない場合、液滴噴射時に第一の連通流路における液体の内圧が第二の連通流路における液体の内圧よりも高くなる。この場合において隔壁３１ａの剛性が低い場合、隔壁３１ａが第二の連通流路の方へ撓むことになる。一方、第二のノズルからも液滴Ｑ０が噴射される場合、第一のノズルから液滴Ｑ０を噴射するタイミングと第二のノズルから液滴Ｑ０を噴射するタイミングとが全く同じであれば、隔壁３１ａの撓みが抑制されることになる。
以上のようなことから、クロストーク現象が生じる。
【００４３】
特に、共通液室４０の液体Ｑ１の圧力損失を抑えようとする場合、共通液室４０を有する基板を厚くしてＺ方向において共通液室４０を広くする必要がある。この場合、Ｚ方向において共通液室４０を有する基板を貫通する連通流路３１が長くなり、その分、隔壁３１ａの剛性が低下する。従って、クロストーク現象の問題がより顕著となる。
また、シリコンは撓み易い素材であるため、共通液室４０を有する基板がシリコン基板から形成されている場合、隔壁３１ａが撓み易い。従って、クロストーク現象の問題がより顕著となる。
【００４４】
クロストーク現象を抑制するためには、連通流路３１間の隔壁３１ａの剛性を高める必要がある。ただ、隔壁３１ａの剛性を高める構造により連通流路３１内に気泡が残留すると液滴Ｑ０の噴射に影響するので、連通流路３１内の気泡の残留を抑制する必要がある。
そこで、本具体例では、多層基板３０の絶縁層１４１を利用することにより、連通流路３１の向きでありＺ方向である第一方向Ｄ１に対して斜めの壁面を有する傾斜部位を連通流路３１に形成している。連通流路３１に傾斜部位があることにより、連通流路３１間の隔壁３１ａの剛性が高まり、液体Ｑ１の流れがよくなって連通流路３１内の気泡の残留が抑制される。
【００４５】
（３）具体例に係る連通流路の説明：
図４は、多層基板３０を圧力室基板１０の方から見る状態において模式的に例示している。図４には、各圧力室１２の位置を二点鎖線で示している。図５は、図４のＡ１−Ａ１の位置における多層基板３０の第一断面ＳＣ１を模式的に例示している。図６Ａは、図５のＡ２−Ａ２の位置における連通流路３１の第二断面ＳＣ２を模式的に例示している。図６Ｂは、図５のＡ４−Ａ４の位置における連通流路３１の第四断面ＳＣ４を模式的に例示している。図６Ｃは、図５のＡ３−Ａ３の位置における連通流路３１の第三断面ＳＣ３の例を模式的に例示している。
ここで、符号Ｄ２は、第一方向Ｄ１と交差する第二方向である。本具体例の第二方向Ｄ２は、多層基板３０に沿った方向に含まれる方向であり、図４に示すような平面視において互いに対向している２つの凸部３００を通る方向であり、第一方向Ｄ１に直交している。第一断面ＳＣ１は、第一方向Ｄ１及び第二方向Ｄ２に沿った縦断面である。第二断面ＳＣ２、第三断面ＳＣ３、及び、第四断面ＳＣ４は、第一方向Ｄ１に直交している横断面である。
【００４６】
図４に示す平面視において、各連通流路３１及び各供給流路３２の形状は、略平行四辺形である。各連通流路３１及び各供給流路３２には、互いに対向している２つの凸部３００が形成されている。本具体例では、連通流路３１に配置された２つの凸部３００について詳しく説明する。
【００４７】
図５に示すように、連通流路３１は、第一断面ＳＣ１において、第一幅Ｗ１の第一部位３１０、第二幅Ｗ２の第二部位３２０、及び、第一部位３１０から前記第二部位３２０とは反対の方向Ｄ３にある第二幅Ｗ２の第三部位３３０を含んでいる。第一部位３１０は、絶縁層１４１を含んでいる。図５に示す例では第二流路配置層１３２に第二部位３２０が配置されて第一流路配置層１３１に第三部位３３０が配置されているが、第一流路配置層１３１に第二部位３２０が配置されて第二流路配置層１３２に第三部位３３０が配置されてもよい。
第一部位３１０の第一幅Ｗ１は、第二部位３２０及び第三部位３３０の第二幅Ｗ２よりも狭い。従って、絶縁層１４１を含む第一部位３１０は、第二部位３２０及び第三部位３３０よりも連通流路３１の内側に突出している。尚、第二部位３２０及び第三部位３３０の幅は、ともに第二幅Ｗ２であることに限定されず、互いに異なる幅でもよい。
【００４８】
また、連通流路３１は、第一部位３１０と第二部位３２０との間において、第一方向Ｄ１に対して斜めの第一壁面３４１を有する第一傾斜部位３４０を含んでいる。第一傾斜部位３４０は、第一部位３１０に近付くほど連通流路３１の内側となる傾斜を有している。本具体例では、シリコン単結晶製の第二流路配置層１３２の表面である圧力室基板側面３０ａが（１１０）面であり、第一壁面３４１が（１１１）面である。第一傾斜部位３４０は連通流路３１と圧力室１２との第一接続部Ｊ１から離れており、第一傾斜部位３４０と第一接続部Ｊ１との間に第二部位３２０がある。連通流路３１において第一部位３１０から第一傾斜部位３４０までの範囲３４５は、連通流路３１において第一方向Ｄ１における中間の位置３４６を含んでいる。従って、第一傾斜部位３４０は、連通流路３１とノズル８１との第二接続部Ｊ２から離れている。図５に示す例では、連通流路３１において第一部位３１０の範囲が中間の位置３４６を含んでいる。むろん、連通流路３１において第一傾斜部位３４０の範囲が中間の位置３４６を含んでいてもよい。
【００４９】
連通流路３１は、第一部位３１０と第三部位３３０との間において、第一方向Ｄ１に対して斜めの第二壁面３５１を有する第二傾斜部位３５０を含んでいる。第二傾斜部位３５０は、第一部位３１０に近付くほど連通流路３１の内側となる傾斜を有している。本具体例では、シリコン単結晶製の第一流路配置層１３１の表面であるノズル板側面３０ｂが（１１０）面であり、第二壁面３５１が（１１１）面である。第二傾斜部位３５０は連通流路３１とノズル８１との第二接続部Ｊ２から離れており、第二傾斜部位３５０と第二接続部Ｊ２との間に第三部位３３０がある。図５に示していないが、連通流路３１において第一部位３１０から第二傾斜部位３５０までの範囲は、連通流路３１において第一方向Ｄ１における中間の位置３４６を含んでいる。従って、第二傾斜部位３５０は、連通流路３１と圧力室１２との第一接続部Ｊ１から離れている。尚、連通流路３１において第二傾斜部位３５０の範囲が中間の位置３４６を含んでいてもよい。
【００５０】
以上より、第一傾斜部位３４０、第一部位３１０、及び、第二傾斜部位３５０は、第二部位３２０及び第三部位３３０から連通流路３１の内側へ出た凸部３００を構成している。上述したように、連通流路３１において第一方向Ｄ１における凸部３００の範囲は、連通流路３１において第一方向Ｄ１における中間の位置３４６を含んでいる。
【００５１】
図６Ａに示すように、連通流路３１の第二部位３２０の第二断面ＳＣ２は、略平行四辺形である。第二断面ＳＣ２における第二部位３２０の形状は、第一の角ＡＮ１、及び、該第一の角ＡＮ１と向き合った第二の角ＡＮ２を有している。第一の角ＡＮ１と第二の角ＡＮ２とは、平行四辺形における対角を構成する。第一の角ＡＮ１及び第二の角ＡＮ２の内角をθとすると、０°＜θ＜９０°、好ましくは４５°＜θ＜９０°である。従って、第一の角ＡＮ１と第二の角ＡＮ２とは、鋭角である。
【００５２】
図６Ｃに示すように、連通流路３１の第三部位３３０の第三断面ＳＣ３も、略平行四辺形である。第三断面ＳＣ３における第三部位３３０の形状は、第三の角ＡＮ３、及び、該第三の角ＡＮ３と向き合った第四の角ＡＮ４を有している。第三の角ＡＮ３と第四の角ＡＮ４とは、平行四辺形における対角を構成する。第三の角ＡＮ３及び第四の角ＡＮ４の内角をθとすると、０°＜θ＜９０°、好ましくは４５°＜θ＜９０°である。従って、第三の角ＡＮ３と第四の角ＡＮ４とは、鋭角である。第三の角ＡＮ３は、図６Ａに示す第一の角ＡＮ１から第一方向Ｄ１に配置されている。第四の角ＡＮ４は、図６Ａに示す第二の角ＡＮ２から第一方向Ｄ１に配置されている。
【００５３】
図５に示すように、第一傾斜部位３４０、第一部位３１０、及び、第二傾斜部位３５０を含む凸部３００は、連通流路３１において２箇所有り、第一の角ＡＮ１と第三の角ＡＮ３との間、及び、第二の角ＡＮ２と第四の角ＡＮ４との間に配置されている。従って、連通流路３１の第一部位３１０の第四断面ＳＣ４は、図６Ｂに示すように、平行四辺形から鋭角の対角を切り落としたような略六角形状である。
【００５４】
図５に示すように第一方向Ｄ１及び第二方向Ｄ２に沿った第一断面ＳＣ１において第二部位３２０及び第三部位３３０から凸部３００が連通流路３１の内側へ出ているので、連通流路３１の隔壁３１ａの剛性が高められている。凸部３００は、連通流路３１と圧力室１２との第一接続部Ｊ１から離れており、連通流路３１とノズル８１との第二接続部Ｊ２から離れているので、隔壁３１ａのうち撓み易い部分に配置されている。これにより、隔壁３１ａの剛性が効果的に高められている。特に、連通流路３１において第一方向Ｄ１における凸部３００の範囲が連通流路３１において第一方向Ｄ１における中間の位置３４６を含んでいるので、凸部３００は隔壁３１ａのうち特に撓み易い部分に配置されている。これにより、隔壁３１ａの剛性がさらに効果的に高められている。隔壁３１ａの剛性が高まると、クロストーク現象が抑制され、液滴Ｑ０の着弾位置がより安定し、印刷画像の画質が向上する。
【００５５】
上述したように連通流路３１内に気泡が残留すると液滴Ｑ０の噴射に影響するので、図示しないクリーニング装置により液体流路から気泡を取り除く処理が行われる。クリーニング装置は、ノズル面８０ｂを覆うキャップを有し、該キャップ内の空気を吸引してノズル面８０ｂに例えば−２０ｋＰａ〜−６０ｋＰａ程度の負圧を作用させ、ノズル８１から液体Ｑ１を強制的に吸引する。すると、連通流路３１には、第一方向Ｄ１への液体Ｑ１の流れが生じる。
本具体例では、連通流路３１において第二部位３２０から幅が狭い第一部位３１０に向かうにつれて徐々に狭まる第一傾斜部位３４０があるので、クリーニング時など液体Ｑ１が連通流路３１を第一方向Ｄ１へ流れる時に流れがよくなり、気泡が第一傾斜部位３４０に誘導されて第一部位３１０を乗り越え易い。従って、連通流路３１内の気泡の残留が抑制される。
【００５６】
さらに、幅が狭い第一部位３１０から第三部位３３０に向かうにつれて徐々に広がる第二傾斜部位３５０があるので、クリーニング時など液体Ｑ１が連通流路３１を第一方向Ｄ１へ流れる時に第一部位３１０と第三部位３３０との間で液体Ｑ１が淀み難い。特に、第一の角ＡＮ１、第二の角ＡＮ２、第三の角ＡＮ３、及び、第四の角ＡＮ４は鋭角であり、これらの角ＡＮ１，ＡＮ２，ＡＮ３，ＡＮ４の近傍では液体Ｑ１の流れが遅くなり易い。第一の角ＡＮ１と第三の角ＡＮ３との間、及び、第二の角ＡＮ２と第四の角ＡＮ４との間に第二傾斜部位３５０が配置されていることにより、液体Ｑ１の淀みが効果的に抑制され、液体Ｑ１の流れがよくなり、気泡が流出し易い。従って、連通流路３１内の気泡の残留が抑制される。
加えて、図６Ｂに示すように、第一部位３１０の第四断面ＳＣ４は、略六角形状であり、略平行四辺形と比べて円形に近い形状である。連通流路において凸部を通る横断面が略平行四辺形であって気泡が凸部に付着している場合、クリーニング時に液体が気泡の横となる略平行四辺形の鋭角部分を流れてしまい、気泡が排出され難い可能性がある。本具体例のように第一部位３１０の第四断面ＳＣ４が略六角形状である場合、前述の液体の流れが抑制されるので、クリーニング時に気泡が第一部位３１０から排出され易くなる。
【００５７】
以上より、本具体例は、連通流路の壁の剛性を高めながら連通流路の気泡の排出性を向上させることができ、ノズル板に複数のノズルが並べられている場合にクロストーク現象を抑制しながら連通流路の気泡の排出性を向上させることができる。
【００５８】
（４）液体噴射ヘッドの製造方法の具体例：
次に、図７Ａ〜７Ｃ，８Ａ〜８Ｃ，９Ａ〜９Ｃ，１０Ａ，１０Ｂ等を参照して、液体噴射ヘッド１の製造方法を例示する。図７Ａ〜７Ｃ，８Ａ〜８Ｃ，９Ａ〜９Ｃ，１０Ａ，１０Ｂは、液体流路を有する多層基板３０の形成方法を模式的に例示しており、便宜上、図２に示す多層基板３０を上下逆にした位置関係において凸部３００を通る位置における基板の断面を示している。分かり易く示すため、背後に現れる要素が省略され、各層の厚さの比は実際の比とは異なることがある。
【００５９】
図７Ａは、液体流路を有する多層基板３０を形成するための元基板１００の断面を例示している。図７Ａに示す元基板１００はＳＯＩ基板であり、第一流路配置層１３１及び第二流路配置層１３２はシリコン製であり、絶縁層１４１は酸化シリコン製である。第一流路配置層１３１の表面であるノズル板側面３０ｂは（１１０）面であり、第二流路配置層１３２の表面である圧力室基板側面３０ａも（１１０）面である。第一流路配置層１３１及び第二流路配置層１３２の厚さは、特に限定されないが、１００〜４００μｍ程度にすることができる。絶縁層１４１の厚さは、特に限定されないが、０．４〜２μｍ程度にすることができる。
【００６０】
まず、ハードマスク形成工程ＳＴ１において、元基板１００の表面である圧力室基板側面３０ａ及びノズル板側面３０ｂの全体にハードマスク膜１５１を形成する処理が行われる。図７Ｂには、加工中の基板１０１にハードマスク膜１５１が形成された様子が示されている。ハードマスク膜１５１の厚さは、特に限定されないが、５０ｎｍ〜２μｍ程度にすることができる。ハードマスク膜１５１の材料には、酸化シリコン、窒化シリコン、金属酸化物、セラミックス、合成樹脂、等を採用することができる。窒化シリコンは、化学量論比でＳｉ3Ｎ4と表される。特に限定されないが、元基板１００がＳＯＩ基板である場合、元基板１００を１０００〜１２００℃程度の拡散炉で熱酸化すると、元基板１００の表面に対して酸化シリコン製のハードマスク膜１５１を一体に形成することができる。また、ハードマスク膜１５１を窒化シリコンで形成する場合、反応性スパッタリング等によりハードマスク膜１５１を形成することができる。
【００６１】
次いで、第一パターニング工程ＳＴ２において、図７Ｃに示すように、ハードマスク膜１５１の内、連通流路３１に対応する連通流路対応領域１５１ａ、供給流路３２に対応する供給流路対応領域１５１ｂ、及び、流入流路３８に対応する流入流路対応領域１５１ｃにあるハードマスク膜を除去する処理が行われる。第一パターニング工程ＳＴ２は、第一フォトレジスト形成工程、第一フォトレジストパターニング工程、第一ハードマスク除去工程、及び、第一フォトレジスト除去工程を含んでもよい。第一フォトレジスト形成工程では、ハードマスク膜１５１上にフォトレジストを塗布する処理が行われる。第一フォトレジストパターニング工程では、露光等によりフォトレジストのうち連通流路対応領域１５１ａ、供給流路対応領域１５１ｂ、及び、流入流路対応領域１５１ｃのフォトレジストを除去する処理が行われる。第一ハードマスク除去工程では、ハードマスク膜１５１の一部を除去するためのエッチャントを用いてフォトレジストで覆われていない部分のハードマスク膜１５１をウェットエッチングにより除去する処理が行われる。この処理のエッチャントには、フッ化水素水溶液、フッ化水素とフッ化アンモニウムとの混合液、等を用いることができる。第一フォトレジスト除去工程では、ハードマスク膜１５１上に残っている第一フォトレジストを溶剤等により除去する処理が行われる。
【００６２】
次いで、第二パターニング工程ＳＴ３において、図８Ａに示すように、ハードマスク膜１５１の内、共通液室４０に対応する共通液室対応領域１５１ｄにあるハードマスク膜を薄くする処理が行われる。第二パターニング工程ＳＴ３は、第二フォトレジスト形成工程、第二フォトレジストパターニング工程、第二ハードマスク除去工程、及び、第二フォトレジスト除去工程を含んでもよい。第二フォトレジスト形成工程では、加工中の基板１０１の両面にフォトレジストを塗布する処理が行われる。第二フォトレジストパターニング工程では、露光等によりフォトレジストのうち共通液室対応領域１５１ｄのフォトレジストを除去する処理が行われる。第二ハードマスク除去工程では、ハードマスク膜１５１の一部を除去するためのエッチャントを用いてフォトレジストで覆われていない部分のハードマスク膜１５１をウェットエッチングにより薄くする処理が行われる。残されるハードマスク膜１５１の厚さは、ウェットエッチングの時間を長くすると薄くすることができ、ウェットエッチングの時間を短くすると厚くすることができる。この処理のエッチャントにも、フッ化水素水溶液、フッ化水素とフッ化アンモニウムとの混合液、等を用いることができる。第二フォトレジスト除去工程では、加工中の基板１０１の両面に残っている第二フォトレジストを溶剤等により除去する処理が行われる。
【００６３】
次いで、ＩＣＰマスク形成工程ＳＴ４において、図８Ｂに示すように、加工中の基板１０１の表面である圧力室基板側面３０ａ及びノズル板側面３０ｂの内、複数の下穴の部分を除いた部分に第三フォトレジスト１５３を配置する処理が行われる。ここで、ＩＣＰは、誘導結合プラズマ（Inductively Coupled Plasma）の略称である。複数の下穴には、図８Ｃに示すように、ノズル板側面３０ｂ側にある複数の第一の下穴１５３ａ、及び、圧力室基板側面３０ａ側にある複数の第二の下穴１５３ｂが含まれる。複数の第一の下穴１５３ａは、連通流路対応領域１５１ａ、及び、供給流路対応領域１５１ｂに配置されている。複数の第二の下穴１５３ｂも、連通流路対応領域１５１ａ、及び、供給流路対応領域１５１ｂに配置されている。
ＩＣＰマスク形成工程ＳＴ４は、第三フォトレジスト形成工程、及び、第三フォトレジストパターニング工程を含んでもよい。第三フォトレジスト形成工程では、加工中の基板１０１の両面にフォトレジストを塗布する処理が行われる。第三フォトレジストパターニング工程では、露光等によりフォトレジストのうち第一の下穴１５３ａ及び第二の下穴１５３ｂに対応する領域の第三フォトレジストを除去する処理が行われる。
【００６４】
次いで、下穴形成工程ＳＴ５において、図８Ｃに示すように、加工中の基板１０１の両面から絶縁層１４１に到達する第一の下穴１５３ａ及び第二の下穴１５３ｂを形成する処理が行われる。連通流路対応領域１５１ａにおける第一の下穴１５３ａ及び第二の下穴１５３ｂは、連通流路３１よりも細い。供給流路対応領域１５１ｂにおける第一の下穴１５３ａ及び第二の下穴１５３ｂは、供給流路３２よりも細い。
第一の下穴１５３ａ及び第二の下穴１５３ｂの形成には、ＩＣＰ、レーザー、等を用いることができる。ＩＣＰを用いたエッチング装置は、プラズマを用いたエッチングにより被エッチング材料を加工する。被エッチング材料がシリコンである場合、エッチャントには、分子式ＣＦ4で表されるテトラフルオロメタン、分子式ＣＨＦ3で表されるトリフルオロメタン、等のガスを用いることができる。特に限定されないが、第一の下穴１５３ａを形成する場合、ノズル板側面３０ｂ側にＩＣＰの処理を行うと、第一流路配置層１３１に対して絶縁層１４１に到達する第一の下穴１５３ａを形成することができる。第二の下穴１５３ｂを形成する場合、圧力室基板側面３０ａ側にＩＣＰの処理を行うと、第二流路配置層１３２に対して絶縁層１４１に到達する第二の下穴１５３ｂを形成することができる。ＩＣＰの処理において、絶縁層１４１はエッチングされずに残る。尚、第一の下穴１５３ａ及び第二の下穴１５３ｂの形成は、ＩＣＰにレーザーを併用してもよい。
【００６５】
シリコンの結晶に対して異方性ウェットエッチングを行う場合、（１１１）面は、（１１０）面及び（１００）面と比べてエッチング速度が遅く、エッチングされ難い。第一の下穴１５３ａにおける側壁の表面、及び、第二の下穴１５３ｂにおける側壁の表面は、第一方向Ｄ１に沿っており、（１１１）面に合わせられている。後の工程において第一流路配置層１３１及び第二流路配置層１３２に対して異方性ウェットエッチングを行う場合、第一方向Ｄ１と直交する方向において、第一の下穴１５３ａ及び第二の下穴１５３ｂの側壁はハードマスク膜１５１の位置に合わせて広がった後はゆっくりとしかエッチングされない。また、前述の異方性ウェットエッチングにおいて絶縁層１４１が残るため、穴の壁のうち絶縁層１４１の近傍の部分には、第一方向Ｄ１に対して斜めの（１１１）面が現れる。従って、加工中の基板１０１に第一の下穴１５３ａ及び第二の下穴１５３ｂを形成することにより、後の工程において連通流路３１及び供給流路３２に対して（１１１）面の傾斜面を有する凸部３００がより確実に形成される。
【００６６】
次いで、ＩＣＰマスク除去工程ＳＴ６において、図９Ａに示すように、加工中の基板１０１の両面に残っている第三フォトレジスト１５３を溶剤等により除去する処理が行われる。
【００６７】
次いで、第一液体流路形成工程ＳＴ７において、図９Ｂに示すように、第一流路配置層１３１及び第二流路配置層１３２の一部を除去するためのエッチャントを用いてハードマスク膜１５１で覆われていない部分の第一流路配置層１３１及び第二流路配置層１３２を異方性ウェットエッチングにより除去する処理が行われる。この処理のエッチャントには、ＫＯＨ水溶液やＴＭＡＨ水溶液といったアルカリ水溶液等を用いることができる。ここで、ＫＯＨは、水酸化カリウムである。ＴＭＡＨは、水酸化テトラメチルアンモニウムの略称である。異方性ウェットエッチングにより、連通流路対応領域１５１ａでは第一の下穴１５３ａ及び第二の下穴１５３ｂが太くなり、供給流路対応領域１５１ｂでも第一の下穴１５３ａ及び第二の下穴１５３ｂが太くなる。この時、絶縁層１４１の近傍には、壁面が（１１１）面である傾斜面３０１が形成される。また、流入流路対応領域１５１ｃでは、第一流路配置層１３１に対して絶縁層１４１に到達する凹みが形成され、第二流路配置層１３２に対して絶縁層１４１に到達する凹みが形成される。
【００６８】
図１１は、連通流路対応領域１５１ａにおける第一流路配置層１３１及び第二流路配置層１３２がエッチングされる例を第一方向Ｄ１及び第二方向Ｄ２に沿った第一断面ＳＣ１において模式的に示している。分かり易く示すため、第一流路配置層１３１と第二流路配置層１３２のハッチングを省略している。図１１には、第一の下穴１５３ａ及び第二の下穴１５３ｂの位置を二点鎖線で示している。
第一流路配置層１３１及び第二流路配置層１３２の表面は（１１０）面であるので、ハードマスク膜１５１で覆われていない部分については、比較的速くエッチングされる。図１１では、第一の下穴１５３ａ及び第二の下穴１５３ｂが広がる様子を矢印で示している。
【００６９】
第一の下穴１５３ａ及び第二の下穴１５３ｂから広がった穴において、側壁の表面は、第一方向Ｄ１に沿っており、エッチングされ難い（１１１）面になっている。また、異方性ウェットエッチングにおいて絶縁層１４１が残るため、穴の壁のうち絶縁層１４１の近傍の部分は、第一方向Ｄ１に対して斜めの（１１１）面が現れる。第二流路配置層１３２に現れる斜めの（１１１）面は図５に示す第一傾斜部位３４０の第一壁面３４１となり、第一流路配置層１３１に現れる斜めの（１１１）面は図５に示す第二傾斜部位３５０の第二壁面３５１となる。
【００７０】
次いで、第三ハードマスク除去工程ＳＴ８において、図９Ｃに示すように、ハードマスク膜１５１の一部を除去するためのエッチャントを用いてハードマスク膜１５１の一部をウェットエッチングにより除去する処理が行われる。この処理のエッチャントにも、フッ化水素水溶液、フッ化水素とフッ化アンモニウムとの混合液、等を用いることができる。ここで、ハードマスク膜１５１のうち共通液室対応領域１５１ｄにある部分のハードマスク膜は、エッチングにより除去される。これにより、第一流路配置層１３１のうち共通液室対応領域１５１ｄにある部分の第一流路配置層が露出する。ハードマスク膜１５１のうち共通液室対応領域１５１ｄ以外にある部分のハードマスク膜は、エッチングにより薄くなる。連通流路対応領域１５１ａ、供給流路対応領域１５１ｂ、及び、流入流路対応領域１５１ｃにおいて露出している絶縁層１４１は、エッチングにより、薄くなるか、除去される。
【００７１】
次いで、第二液体流路形成工程ＳＴ９において、図１０Ａに示すように、第一流路配置層１３１及び第二流路配置層１３２の一部を除去するためのエッチャントを用いてハードマスク膜１５１で覆われていない部分の第一流路配置層１３１及び第二流路配置層１３２を異方性ウェットエッチングにより除去する処理が行われる。この処理のエッチャントにも、ＫＯＨ水溶液やＴＭＡＨ水溶液といったアルカリ水溶液等を用いることができる。異方性ウェットエッチングにより、第一流路配置層１３１のうち共通液室対応領域１５１ｄの第一流路配置層が絶縁層１４１に到達するまで除去される。
【００７２】
図１１に示す連通流路対応領域１５１ａに形成されている穴については、既に、第一方向Ｄ１に沿った（１１１）面と第一方向Ｄ１に対して斜めの（１１１）面が現れている。（１１１）のエッチング速度は遅いので、穴は、若干広がる程度である。
【００７３】
次いで、第四ハードマスク除去工程ＳＴ１０において、図１０Ｂに示すように、ハードマスク膜１５１を除去するためのエッチャントを用いてハードマスク膜１５１をウェットエッチングにより除去する処理が行われる。この処理のエッチャントにも、フッ化水素水溶液、フッ化水素とフッ化アンモニウムとの混合液、等を用いることができる。ここで、連通流路対応領域１５１ａ、供給流路対応領域１５１ｂ、及び、流入流路対応領域１５１ｃにおいて露出している絶縁層１４１は、エッチングにより除去される。これにより、連通流路対応領域１５１ａに連通流路３１が形成され、供給流路対応領域１５１ｂに供給流路３２が形成され、流入流路対応領域１５１ｃに流入流路３８が形成される。すなわち、第四ハードマスク除去工程ＳＴ１０が行われることにより、連通流路３１、供給流路３２、流入流路３８、及び、共通液室４０を有する多層基板３０が得られる。
【００７４】
その後、多層基板３０に形成された液体流路を液体から保護するため、図示していないが、多層基板３０に形成された液体流路の表面に保護膜を形成する保護膜形成工程が行われてもよい。保護膜には、耐インク性といった耐液体性を有する材料、例えば、ＴａＯxで表される酸化タンタルといった耐アルカリ性を有する材料を用いることができる。保護膜の厚さは、特に限定されないが、３０〜７０ｎｍ程度にすることができる。
【００７５】
得られた多層基板３０から液体噴射ヘッド１を製造するためには、例えば、圧力室基板接合工程、保護基板接合工程、ケースヘッド接合工程、ノズル板接合工程、及び、封止板接合工程があればよい。圧力室基板接合工程では、多層基板３０の圧力室基板側面３０ａと圧力室基板１０の多層基板側面１０ｂとを接合する処理が行われる。保護基板接合工程では、圧力室基板１０の保護基板側面１０ａと保護基板５０とを接合する処理が行われる。ケースヘッド接合工程では、多層基板３０の圧力室基板側面３０ａとケースヘッド７０とを接合する処理が行われる。ノズル板接合工程では、多層基板３０のノズル板側面３０ｂとノズル板８０とを接合する処理が行われる。封止板接合工程では、多層基板３０のノズル板側面３０ｂと封止板９０とを接合する処理が行われる。これらの接合は、例えば、接着剤を用いて行うことができる。
【００７６】
多層基板３０の形成にＳＯＩ基板を用いることにより、絶縁層１４１を含む凸部３００が連通流路３１に形成され、連通流路３１の隔壁３１ａの剛性が高まり、クロストーク現象が抑制される。ここで、第一流路配置層１３１にある液体流路を有する基板と第二流路配置層１３２にある液体流路を有する基板とを接着剤で接合する場合には、接着剤の塊が液体流路に混入しないように接合する必要があり、また、接合位置の精度を管理する処理が必要となる。多層基板３０の形成にＳＯＩ基板を用いることにより、接着剤の塊が液体流路に混入する可能性が排除され、液体流路の位置の精度も向上し、製造コストが抑えられる。さらに、凸部３００が絶縁層１４１の位置に合わせられるので、連通流路３１の寸法精度が向上し、液体噴射ヘッド１が液滴Ｑ０を噴射する特性がより安定する。加えて、第一方向Ｄ１における絶縁層１４１の位置を調整することにより、凸部３００を所望の位置に配置することが可能となる。
さらに、凸部３００に第一傾斜部位３４０があることにより連通流路３１内の気泡の残留が抑制され、凸部３００の第二傾斜部位３５０があることによっても連通流路３１内の気泡の残留が抑制される。
【００７７】
以上より、本具体例の製造方法によると、連通流路の壁の剛性を高めながら連通流路の気泡の排出性を向上させる液体噴射ヘッドが得られ、ノズル板に複数のノズルが並べられている場合にクロストーク現象を抑制しながら連通流路の気泡の排出性を向上させる液体噴射ヘッドが得られる。
【００７８】
尚、図５等に示す凸部３００を形成するための製造方法は、様々考えられる。
例えば、図１２に示す製造方法のように、第一の下穴１５３ａ及び第二の下穴１５３ｂがレーザーにより形成されてもよい。この製造方法では、上述した工程ＳＴ４〜ＳＴ６がレーザー加工工程ＳＴ２１に置き換わっている。
【００７９】
上述した工程ＳＴ１〜ＳＴ３を行った直後の加工中の基板１０１の断面は、図８Ａで示した通りである。この後、レーザー加工工程ＳＴ２１において、図１３に示すように、加工中の基板１０１における一方の面からレーザー光Ｌ１を照射して加工中の基板１０１を貫通する第一の下穴１５３ａ及び第二の下穴１５３ｂを形成する処理が行われる。レーザー光Ｌ１は、加工中の基板１０１に圧力室基板側面３０ａから照射されてもよいし、加工中の基板１０１にノズル板側面３０ｂから照射されてもよい。レーザーを用いる場合、連通流路対応領域１５１ａ及び供給流路対応領域１５１ｂにおいて絶縁層１４１も除去される。
その後は、上述した工程ＳＴ７〜ＳＴ１０により、図１０Ｂで示したような多層基板３０が形成される。保護膜形成工程ＳＴ１１において、多層基板３０に形成された液体流路の表面に保護膜を形成する処理が行われてもよい。
【００８０】
また、図１４に示す製造方法のように、ハードマスク形成工程ＳＴ１の後の第五パターニング工程ＳＴ２２において共通液室対応領域１５１ｄにあるハードマスク膜を除去する処理が行われてもよい。この製造方法では、上述した工程ＳＴ２，ＳＴ３が第五パターニング工程ＳＴ２２に置き換わり、上述した工程ＳＴ７〜ＳＴ１０が第三液体流路形成工程ＳＴ２３及び第五ハードマスク除去工程ＳＴ２４に置き換わっている。図１４に示す例では、ハードマスク膜１５１を薄くする工程が無いので、ハードマスク膜１５１を例えば５０ｎｍ等と薄くすることができる。特に限定されないが、元基板１００の両面に対して反応性スパッタリング等により窒化シリコン製のハードマスク膜１５１を形成することが考えられる。
【００８１】
ハードマスク形成工程ＳＴ１を行った直後の加工中の基板１０１の断面は、図７Ｂに示した通りである。この後、第五パターニング工程ＳＴ２２において、図１５Ａに示すように、ハードマスク膜１５１の内、連通流路対応領域１５１ａ、供給流路対応領域１５１ｂ、流入流路対応領域１５１ｃ、及び、共通液室対応領域１５１ｄにあるハードマスク膜を除去する処理が行われる。第五パターニング工程は、第五フォトレジスト形成工程、第五フォトレジストパターニング工程、第五ハードマスク除去工程、及び、第五フォトレジスト除去工程を含んでもよい。第五フォトレジスト形成工程では、ハードマスク膜１５１上にフォトレジストを塗布する処理が行われる。第五フォトレジストパターニング工程では、露光等によりフォトレジストのうち前述の領域１５１ａ，１５１ｂ．１５１ｃ，１５１ｄを除去する処理が行われる。第五ハードマスク除去工程では、ハードマスク膜１５１の一部を除去するためのエッチャントを用いてフォトレジストで覆われていない部分のハードマスク膜１５１をウェットエッチングにより除去する処理が行われる。第五フォトレジスト除去工程では、ハードマスク膜１５１上に残っている第五フォトレジストを溶剤等により除去する処理が行われる。
【００８２】
その後、上述した工程ＳＴ４〜ＳＴ６において、図１５Ｂに示すように、第一の下穴１５３ａ及び第二の下穴１５３ｂを形成する処理が行われる。次いで、第三液体流路形成工程ＳＴ２３において、図１５Ｃに示すように、第一流路配置層１３１及び第二流路配置層１３２の一部を除去するためのエッチャントを用いてハードマスク膜１５１で覆われていない部分の第一流路配置層１３１及び第二流路配置層１３２を異方性ウェットエッチングにより除去する処理が行われる。異方性ウェットエッチングにより、第一の下穴１５３ａ及び第二の下穴１５３ｂが太くなる。また、第一流路配置層１３１のうち流入流路対応領域１５１ｃ及び共通液室対応領域１５１ｄの第一流路配置層１３１が絶縁層１４１に到達するまで除去される。さらに、第二流路配置層１３２のうち流入流路対応領域１５１ｃの第二流路配置層が絶縁層１４１に到達するまで除去される。次いで、第五ハードマスク除去工程ＳＴ２４において、ハードマスク膜１５１を除去するためのエッチャントを用いてハードマスク膜１５１をウェットエッチングにより除去する処理が行われる。これにより、図１０Ｂで示したように、連通流路３１、供給流路３２、流入流路３８、及び、共通液室４０を有する多層基板３０が得られる。保護膜形成工程ＳＴ１１において、多層基板３０に形成された液体流路の表面に保護膜を形成する処理が行われてもよい。
【００８３】
図１４に示す製造方法では、ハードマスク膜１５１を薄くする工程が無いので、ハードマスク形成工程ＳＴ１において形成されるハードマスク膜１５１を薄くすることができ、連通流路３１や供給流路３２等の寸法精度を高くすることができる。
【００８４】
（５）液体噴射装置の具体例：
図１６は、上述した液体噴射ヘッド１を有する液体噴射装置２００の外観を例示している。図１６に示す液体噴射装置２００は、インクジェット式の記録装置であり、シリアルプリンターである。液体噴射ヘッド１を記録ヘッドユニット２１１，２１２に組み込むことにより、液体噴射装置２００が製造される。図１６に示す記録ヘッドユニット２１１，２１２のそれぞれには、液体噴射ヘッド１が取り付けられ、液体Ｑ１としてインクを液体噴射ヘッド１に供給するためのインクカートリッジ２２１，２２２が着脱可能に装着されている。記録ヘッドユニット２１１，２１２が搭載されたキャリッジ２０３は、装置本体２０４に取り付けられているキャリッジ軸２０５に沿って往復移動可能である。駆動モーター２０６の駆動力が図示しない複数の歯車及びタイミングベルト２０７を介してキャリッジ２０３に伝達されると、キャリッジ２０３がキャリッジ軸２０５に沿って移動する。被印刷物２９０は、図示しない給紙ローラー等によりプラテン２０８上に搬送される。インクカートリッジ２２１，２２２から液体Ｑ１が供給された液体噴射ヘッド１が噴射した液滴Ｑ０は、プラテン２０８上の被印刷物２９０に着弾する。これにより、液滴Ｑ０によるドットが被印刷物２９０上に形成され、複数のドットにより表現される印刷画像が被印刷物２９０に形成される。
むろん、インクジェット式の記録装置は、被印刷物の全幅にわたって複数のノズルが並べられたラインヘッドを有するラインプリンター等でもよい。
【００８５】
（６）液体噴射ヘッドの別の具体例：
図１７は、図４のＡ１−Ａ１に対応する位置における多層基板３０の第一断面ＳＣ１の別の例を模式的に示している。図１７に示す連通流路３１は、第一流路配置層１３１にある第三部位３３０の幅が第一部位３１０における第一幅Ｗ１と同じである。このような連通流路３１は、例えば、図７Ｃに示す第一パターニング工程ＳＴ２において、ハードマスク膜１５１の連通流路対応領域１５１ａにおいてノズル板側面３０ｂ側の開口を圧力室基板側面３０ａ側の開口よりも小さくすることにより形成される。
【００８６】
図１７に示す連通流路３１も、第一部位３１０の第一幅Ｗ１は、第二部位３２０の第二幅Ｗ２よりも狭い。また、連通流路３１は、第一部位３１０と第二部位３２０との間において、第一方向Ｄ１に対して斜めの（１１１）面である第一壁面３４１を有する第一傾斜部位３４０を含んでいる。第一傾斜部位３４０は、第一部位３１０に近付くほど連通流路３１の内側となる傾斜を有している。
【００８７】
図１７に示すように第一方向Ｄ１及び第二方向Ｄ２に沿った第一断面ＳＣ１において絶縁層１４１を含む第一部位３１０の幅が第二部位３２０の幅よりも狭いので、連通流路３１の隔壁３１ａの剛性が高められ、クロストーク現象が抑制される。また、連通流路３１において第二部位３２０から幅が狭い第一部位３１０に向かうにつれて徐々に狭まる第一傾斜部位３４０があるので、クリーニング時など液体Ｑ１が連通流路３１を第一方向Ｄ１へ流れる時に流れがよくなり、気泡が第一傾斜部位３４０に誘導されて第一部位３１０を乗り越え易い。第一部位３１０の第四断面ＳＣ４が略平行四辺形と比べて円形に近い略六角形状であることからも、クリーニング時に気泡が排出され易い。従って、連通流路３１内の気泡の残留が抑制される。
【００８８】
図１８は、図４のＡ１−Ａ１に対応する位置における多層基板３０の第一断面ＳＣ１のさらに別の例を模式的に示している。図１８に示す例では、第一流路配置層１３１に第二部位３２０が配置され、第二流路配置層１３２に第三部位３３０が配置されている。第二流路配置層１３２にある第三部位３３０の幅が第一部位３１０における第一幅Ｗ１と同じである。このような連通流路３１は、例えば、図７Ｃに示す第一パターニング工程ＳＴ２において、ハードマスク膜１５１の連通流路対応領域１５１ａにおいて圧力室基板側面３０ａ側の開口をノズル板側面３０ｂ側の開口よりも小さくすることにより形成される。
【００８９】
図１８に示す連通流路３１も、第一部位３１０の第一幅Ｗ１は、第二部位３２０の第二幅Ｗ２よりも狭い。また、連通流路３１は、第一部位３１０と第二部位３２０との間において、第一方向Ｄ１に対して斜めの（１１１）面である第一壁面３４１を有する第一傾斜部位３４０を含んでいる。第一傾斜部位３４０は、第一部位３１０に近付くほど連通流路３１の内側となる傾斜を有している。
【００９０】
図１８に示すように第一方向Ｄ１及び第二方向Ｄ２に沿った第一断面ＳＣ１において絶縁層１４１を含む第一部位３１０の幅が第二部位３２０の幅よりも狭いので、連通流路３１の隔壁３１ａの剛性が高められ、クロストーク現象が抑制される。また、連通流路３１において幅が狭い第一部位３１０から第二部位３２０に向かうにつれて徐々に広がる第一傾斜部位３４０があるので、クリーニング時など液体Ｑ１が連通流路３１を第一方向Ｄ１へ流れる時に第一部位３１０と第二部位３２０との間で液体Ｑ１が淀み難く、液体Ｑ１の流れがよくなる。第一部位３１０の第四断面ＳＣ４が略平行四辺形と比べて円形に近い略六角形状であることからも、クリーニング時に気泡が排出され易い。従って、連通流路３１内の気泡の残留がさらに抑制される。
【００９１】
図１９は、複数の絶縁層１４１を有する多層基板３０の第一断面ＳＣ１を模式的に例示している。多層基板３０の流路配置層を３層に仕切るように絶縁層１４１が多層基板３０に２層配置されている場合、いずれか一方の絶縁層１４１を基準として、ノズル板８０側の流路配置層が第一流路配置層１３１となり、圧力室基板１０側の流路配置層が第二流路配置層１３２となる。図１９では、圧力室基板１０に近い方の絶縁層１４１が着目されており、ノズル板８０側から順に、第三流路配置層１３３、絶縁層１４１、第一流路配置層１３１、絶縁層１４１、及び、第二流路配置層１３２が配置されていることが示されている。この場合、圧力室基板１０に近い方の絶縁層１４１を含む第一部位３１０が第一幅Ｗ１である。図１９に示す例では、第二流路配置層１３２に第二幅Ｗ２の第二部位３２０があり、第一流路配置層１３１に第三幅Ｗ３の第三部位３３０がある。第一幅Ｗ１は、第二幅Ｗ２よりも狭く、第三幅Ｗ３よりも狭い。第一幅Ｗ１の第一部位３１０を含む凸部３００は、第二流路配置層１３２にある第一傾斜部位３４０、及び、第一流路配置層１３１にある第二傾斜部位３５０を含んでいる。尚、連通流路３０において第一方向Ｄ１における中間の位置は、連通流路３１において第一方向Ｄ１における凸部３００の範囲に含まれていない。
【００９２】
図１９に示す例では、多層基板３０の各層を、ノズル板８０側から配置順に、第一流路配置層１３１、絶縁層１４１、第二流路配置層１３２、絶縁層１４１、及び、第三流路配置層１３３に当てはめることも可能である。この場合、ノズル板８０に近い方の絶縁層１４１を含む部位が第一部位３１０に当てはまり、第一流路配置層１３１に第二部位３２０があることになる。
多層基板３０の連通流路３１に複数の絶縁層１４１のぞれぞれに合わせて幅が狭くなった部位があることにより、連通流路３１の隔壁３１ａの剛性が高められ、クロストーク現象が抑制される。第一部位３１０に繋がる傾斜部位が連通流路３１にあることにより、連通流路３１内の気泡の残留が抑制される。また、各絶縁層１４１に合わせて幅が狭くなった部位が連通流路３１に配置されていることにより、液体Ｑ１の乾燥が抑制され、液体Ｑ１の増粘が抑制される。
【００９３】
上述した別の例の液体噴射ヘッド１も、図１６で示した液体噴射装置２００で使用することが可能である。液体噴射ヘッド１を記録ヘッドユニット２１１，２１２に組み込むことにより、液体噴射装置２００が製造される。
【００９４】
図２０は、液体流路を有する多層基板３０が複数の絶縁層を有する場合に液体噴射ヘッド１を製造する工程を模式的に例示している。図２０に示す製造工程は、概略、上述した工程ＳＴ１〜ＳＴ６，ＳＴ７〜ＳＴ１１にレーザー加工工程ＳＴ３１が加えられている。図２０に示される工程ＳＴ１〜ＳＴ６，ＳＴ７〜ＳＴ１１の詳細は、上述した工程と同様であるので、詳しい説明を省略する。図２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ，２４Ａ，２４Ｂは、前述の多層基板３０の形成方法を模式的に例示しており、便宜上、図１９に示す多層基板３０を上下逆にした位置関係において凸部３００を通る位置における基板の断面を示している。分かり易く示すため、背後に現れる要素が省略され、各層の厚さの比は実際の比とは異なることがある。説明の都合上、ノズル板８０側から配置順に、第一流路配置層１３１、絶縁層１４１、第二流路配置層１３２、第二絶縁層１４２、及び、第三流路配置層１３３を当てはめた例が示されている。ここで、第二絶縁層１４２は、ノズル板８０に近い方の絶縁層１４１と区別するための便宜上の名称の要素であり、第一部位３１０に含まれる絶縁層となり得る要素である。
【００９５】
図２１Ａは、液体流路を有する多層基板３０を形成するための元基板１００の断面を例示している。元基板１００がＳＯＩ基板である場合、第一流路配置層１３１と第二流路配置層１３２と第三流路配置層１３３はシリコン製であり、絶縁層１４１と第二絶縁層１４２は酸化シリコン製である。第一流路配置層１３１と第二流路配置層１３２と第三流路配置層１３３の結晶の配向は互いに合わせられ、第一流路配置層１３１の表面であるノズル板側面３０ｂは（１１０）面であり、第三流路配置層１３３の表面である圧力室基板側面３０ａも（１１０）面である。
【００９６】
まず、ハードマスク形成工程ＳＴ１において、元基板１００の表面である圧力室基板側面３０ａ及びノズル板側面３０ｂの全体にハードマスク膜１５１を形成する処理が行われる。次いで、第一パターニング工程ＳＴ２において、ハードマスク膜１５１の内、連通流路３１に対応する連通流路対応領域１５１ａ、供給流路３２に対応する供給流路対応領域１５１ｂ、及び、流入流路３８に対応する流入流路対応領域１５１ｃにあるハードマスク膜を除去する処理が行われる。次いで、第二パターニング工程ＳＴ３において、図２１Ｂに示すように、ハードマスク膜１５１の内、共通液室４０に対応する共通液室対応領域１５１ｄにあるハードマスク膜を薄くする処理が行われる。
【００９７】
次いで、ＩＣＰマスク形成工程ＳＴ４において、加工中の基板１０１の表面である圧力室基板側面３０ａ及びノズル板側面３０ｂの内、複数の下穴の部分を除いた部分に第三フォトレジスト１５３を配置する処理が行われる。次いで、下穴形成工程ＳＴ５において、図２２Ａに示すように、加工中の基板１０１に第一の下穴１５３ａ及び第二の下穴１５３ｂを形成する処理が行われる。ここで、加工中の基板１０１のノズル板側面３０ｂからは、絶縁層１４１に到達する第一の下穴１５３ａが第一流路配置層１３１に形成される。加工中の基板１０１の圧力室基板側面３０ａからは、第二絶縁層１４２に到達する第二の下穴１５３ｂが第三流路配置層１３３に形成される。次いで、ＩＣＰマスク除去工程ＳＴ６において、加工中の基板１０１の両面に残っている第三フォトレジスト１５３を溶剤等により除去する処理が行われる。
【００９８】
第一の下穴１５３ａと第二の下穴１５３ｂとの間には、絶縁層１４１と第二流路配置層１３２と第二絶縁層１４２が残されている。そこで、レーザー加工工程ＳＴ３１において、図２２Ｂに示すように、加工中の基板１０１における一方の面からレーザー光Ｌ１を照射して第一の下穴１５３ａと第二の下穴１５３ｂとの間を貫通させる処理が行われる。レーザー光Ｌ１は、加工中の基板１０１に圧力室基板側面３０ａから照射されてもよいし、加工中の基板１０１にノズル板側面３０ｂから照射されてもよい。
【００９９】
次いで、第一液体流路形成工程ＳＴ７において、図２３Ａに示すように、エッチャントを用いてハードマスク膜１５１で覆われていない部分の第一流路配置層１３１と第三流路配置層１３３を異方性ウェットエッチングにより除去する処理が行われる。前述のエッチャントは、第一流路配置層１３１と第三流路配置層１３３の一部を除去するための溶液である。異方性ウェットエッチングにより、第一の下穴１５３ａ及び第二の下穴１５３ｂが太くなり、絶縁層１４１及び第二絶縁層１４２の近傍には、壁面が（１１１）面である傾斜面３０１が形成される。また、流入流路対応領域１５１ｃでは、第一流路配置層１３１に対して絶縁層１４１に到達する凹みが形成され、第三流路配置層１３３に対して第二絶縁層１４２に到達する凹みが形成される。
【０１００】
次いで、第三ハードマスク除去工程ＳＴ８において、図２３Ｂに示すように、ハードマスク膜１５１の一部を除去するためのエッチャントを用いてハードマスク膜１５１の一部をウェットエッチングにより除去する処理が行われる。ここで、ハードマスク膜１５１のうち共通液室対応領域１５１ｄにある部分のハードマスク膜は、エッチングにより除去される。また、第三ハードマスク除去工程ＳＴ８では、絶縁層１４１及び第二絶縁層１４２のうち流入流路対応領域１５１ｃにある部分を除去するように処理が行われる。
【０１０１】
次いで、第二液体流路形成工程ＳＴ９において、図２４Ａに示すように、エッチャントを用いてハードマスク膜１５１や絶縁層１４１や第二絶縁層１４２で覆われていない部分の第一流路配置層１３１と第二流路配置層１３２と第三流路配置層１３３を異方性ウェットエッチングにより除去する処理が行われる。前述のエッチャントは、第一流路配置層１３１と第二流路配置層１３２と第三流路配置層１３３の一部を除去するための溶液である。異方性ウェットエッチングにより、第一流路配置層１３１のうち共通液室対応領域１５１ｄの第一流路配置層が絶縁層１４１に到達するまで除去され、第二流路配置層１３２のうち流入流路対応領域１５１ｃの第二流路配置層が除去される。
【０１０２】
次いで、第四ハードマスク除去工程ＳＴ１０において、図２４Ｂに示すように、ハードマスク膜１５１を除去するためのエッチャントを用いてハードマスク膜１５１をウェットエッチングにより除去する処理が行われる。ここで、共通液室対応領域１５１ｄ及び流入流路対応領域１５１ｃにおいて露出している絶縁層１４１は、エッチングにより除去される。また、流入流路対応領域１５１ｃにおいて露出している第二絶縁層１４２も、エッチングにより除去される。第四ハードマスク除去工程ＳＴ１０が行われることにより、連通流路３１、供給流路３２、流入流路３８、及び、共通液室４０を有する多層基板３０が得られる。その後は、保護膜形成工程ＳＴ１１において、多層基板３０に形成された液体流路の表面に保護膜を形成する処理が行われてもよい。
【０１０３】
上述した製造方法によると、連通流路の壁の剛性を高めながら連通流路の気泡の排出性を向上させて液体の増粘を抑制可能な液体噴射ヘッドが得られる。
【０１０４】
（７）応用例、及び、変形例：
本発明は、種々の応用例、及び、種々の変形例が考えられる。
例えば、液体噴射装置は、印刷専用の記録装置に限定されず、ファクシミリ装置、コピー装置、ファックスやコピーといった印刷以外の機能を有する複合機、等でもよい。
流体噴射ヘッドから噴射される液体は、染料といった溶質が溶媒に溶解した溶液、顔料や金属粒子といった固形粒子が分散媒に分散したゾル、等の流体が含まれる。このような液体には、インク、液晶、等が含まれる。液体噴射装置には、プリンターといった画像記録装置の他、液晶ディスプレー等のためのカラーフィルタの製造装置、有機ＥＬディスプレー等のための電極の製造装置、バイオチップ製造装置、配線基板の配線を形成する製造装置、等が含まれる。ここで、有機ＥＬは、有機エレクトロルミネッセンスの略称である。
【０１０５】
上述した実施形態では連通流路３１に第一部位３１０と第一傾斜部位３４０との組合せが第二方向Ｄ２において２箇所配置されていたが、これらの組合せの一方が省略されてもよい。連通流路３１に第一部位３１０と第一傾斜部位３４０との組合せが第二方向Ｄ２において１箇所しか無い場合でも、連通流路の壁の剛性を高めながら連通流路の気泡の排出性を向上させる効果が得られ、ノズル板に複数のノズルが並べられている場合にクロストーク現象を抑制しながら連通流路の気泡の排出性を向上させる効果が得られる。
上述した実施形態では第一傾斜部位３４０の第一壁面３４１及び第二傾斜部位３５０の第二壁面３５１が（１１１）面であったが、第一壁面３４１及び第二壁面３５１が（１１１）面からずれた場合でも連通流路の壁の剛性を高めながら連通流路の気泡の排出性を向上させる効果が得られる。
第一部位３１０の位置を特定するための第一の角ＡＮ１、第二の角ＡＮ２、第三の角ＡＮ３、及び、第四の角ＡＮ４は、鋭角に限定されず、直角又は鈍角でもよい。これらの角ＡＮ１，ＡＮ２，ＡＮ３，ＡＮ４が直角又は鈍角であっても、第一部位３１０が存在することにより第四断面ＳＣ４における連通流路３１の形状が円形に近付くので、連通流路３１内の気泡の残留がさらに抑制される。
【０１０６】
（８）付加的な態様：
本技術は、以下の付加的な態様も有する。尚、付加的な態様において付している括弧書きは、上述した具体例に対応する要素の符号を示している。むろん、付加的な態様の各要素も、符号で示される具体例に限定されない。
【０１０７】
［付加的な態様１］
ノズル８１を有するノズル板８０と、圧力室１２を有する圧力室基板１０と、の間に配置され、前記圧力室１２と前記ノズル８１とを連通させる連通流路３１を有する流路基板（３０）の製造方法であって、
前記流路基板（３０）を形成するための元基板１００は、前記ノズル板８０側から配置順に、第一流路配置層１３１、該第一流路配置層１３１とは材質が異なる絶縁層１４１、及び、該絶縁層１４１とは材質が異なる第二流路配置層１３２を含み、
前記圧力室基板１０から前記ノズル板８０に向かう方向を第一方向Ｄ１とし、該第一方向Ｄ１と交差する方向を第二方向Ｄ２として、
前記連通流路３１に対応する領域（１５１ａ）に前記連通流路３１よりも細い下穴（１５３ａ，１５３ｂ）を有する加工中の基板１０１を前記元基板１００から形成する第一形成工程と、
前記加工中の基板１０１に対して異方性ウェットエッチングを行うことにより、前記連通流路３１の前記第一方向Ｄ１及び前記第二方向Ｄ２に沿った第一断面ＳＣ１において、前記絶縁層１４１を含む第一幅Ｗ１の第一部位３１０、前記第一幅Ｗ１よりも広い第二幅Ｗ２の第二部位３２０、及び、前記第一部位３１０と前記第二部位３２０との間に前記第一方向Ｄ１に対して斜めの壁面を有する第一傾斜部位３４０を形成する第二形成工程と、を含む、流路基板（３０）の製造方法。
【０１０８】
ここで、上記第一形成工程は、図７Ｂ，７Ｃ，８Ａ〜８Ｃ，９Ａに示す工程ＳＴ１〜ＳＴ６、図１２に示す工程ＳＴ１〜ＳＴ３，ＳＴ２１、図１４に示す工程ＳＴ１，ＳＴ２２，ＳＴ４〜ＳＴ６、図２０に示す工程ＳＴ１〜ＳＴ６，ＳＴ３１、等に対応する。上記第二形成工程は、図９Ｂ，９Ｃ，１０Ａ，１０Ｂに示す工程ＳＴ７〜ＳＴ１０、図１２に示す工程ＳＴ７〜ＳＴ１０、図１４に示す工程ＳＴ２３，ＳＴ２４、図２０に示す工程ＳＴ７〜ＳＴ１０、等に対応する。
【０１０９】
上記付加的な態様１は、連通流路の壁の剛性を高めながら連通流路の気泡の排出性を向上させる液体噴射ヘッドのための流路基板を提供することができる。
【０１１０】
［付加的な態様２］
前記付加的な態様１に記載の製造方法により得られる前記流路基板（３０）の前記圧力室基板１０側の表面（３０ａ）に前記圧力室基板１０を接合する圧力室基板接合工程と、
前記流路基板（３０）の前記ノズル板８０側の表面（３０ｂ）に前記ノズル板８０を接合するノズル板接合工程と、を含む、液体噴射ヘッド１の製造方法。
【０１１１】
上記付加的な態様２は、連通流路の壁の剛性を高めながら連通流路の気泡の排出性を向上させる液体噴射ヘッドを提供することができる。
【０１１２】
［付加的な態様３］
前記付加的な態様２に記載の製造方法により得られる前記液体噴射ヘッド１を液体噴射装置２００に組み込む液体噴射ヘッド組込工程を含む、液体噴射装置２００の製造方法。
【０１１３】
上記付加的な態様３は、連通流路の壁の剛性を高めながら連通流路の気泡の排出性を向上させる液体噴射ヘッドを含む液体噴射装置を提供することができる。
【０１１４】
（９）結び：
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、連通流路の壁の剛性を高めながら連通流路の気泡の排出性を向上させる液体噴射ヘッド等の技術を提供することができる。むろん、独立請求項に係る構成要件のみからなる技術でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
また、上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術及び上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。
【符号の説明】
【０１１５】
１…液体噴射ヘッド、３…圧電素子、１０…圧力室基板、１０ａ…保護基板側面、１０ｂ…多層基板側面、１２…圧力室、１６…振動板、３０…多層基板、３０ａ…圧力室基板側面、３０ｂ…ノズル板側面、３１…連通流路、３１ａ…隔壁、３２…供給流路、３３…液室壁部、３３ａ…液室壁面、３８…流入流路、４０…共通液室、４４…供給口、５０…保護基板、７０…ケースヘッド、８０…ノズル板、８０ｂ…ノズル面、８１…ノズル、９０…封止板、１００…元基板、１０１…加工中の基板、１３１…第一流路配置層、１３２…第二流路配置層、１３３…第三流路配置層、１４１…絶縁層、１４２…第二絶縁層、１５１…ハードマスク膜、１５１ａ…連通流路対応領域、１５１ｂ…供給流路対応領域、１５１ｃ…流入流路対応領域、１５１ｄ…共通液室対応領域、１５３…第三フォトレジスト、１５３ａ…第一の下穴、１５３ｂ…第二の下穴、
２００…液体噴射装置、３００…凸部、３０１…傾斜面、３１０…第一部位、３２０…第二部位、３３０…第三部位、３４０…第一傾斜部位、３４１…第一壁面、３４５…第一部位から第一傾斜部位までの範囲、３４６…中間の位置、３５０…第二傾斜部位、３５１…第二壁面、ＡＮ１…第一の角、ＡＮ２…第二の角、ＡＮ３…第三の角、ＡＮ４…第四の角、Ｄ１…第一方向、Ｄ２…第二方向、Ｄ３…第一部位から第二部位とは反対の方向、Ｊ１…第一接続部、Ｊ２…第二接続部、Ｑ０…液滴、Ｑ１…液体、ＳＣ１…第一断面、ＳＣ２…第二断面、ＳＣ３…第三断面、ＳＣ４…第四断面、Ｗ１…第一幅、Ｗ２…第二幅、Ｗ３…第三幅。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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