【事件の表示】
　特許第３３７９１０６号「液体噴射ヘッド」の請求項１ないし１４に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３３７９１０６号の請求項１ないし１１に係る特許を取り消す。
【理　由】
第１　手続の経緯
　本件の優先権主張の基礎となる出願から、本決定に至るまでの主だった経緯を箇条書きにすると次のとおりである。
・平成４年４月２３日　特願平４−１０４７６２号出願
・同年１０月１９日　特願平４−２８００９１号出願
・平成５年２月１８日　特願平５−２９３３０号出願
・同年４月２３日　上記３出願に基づく優先権を主張して本件出願
・平成１４年１２月１３日　特許第３３７９１０６号として設定登録（請求項１〜１４）
・平成１５年８月１８日　特許異議申立人鈴木俊孝より、請求項１〜１４に係る特許に対して特許異議申立
・同年１０月２７日付け　当審にて取消理由通知
・平成１６年１月６日　特許権者より特許異議意見書及び訂正請求書提出
　
第２　訂正の許否の判断
１．特許権者が求めた訂正の内容
［訂正事項１］請求項１の記載を、「インク滴を吐出するノズルと、基板に形成され該ノズルと連通する液室と、該液室の一部を構成する振動板と、該振動板上に形成された下電極、圧電膜、上電極より成る圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドにおいて、前記液室の配列方向長さ、奥行き方向長さをそれぞれＬ、Ｗ、前記圧電膜の厚み、前記振動板の厚みをそれぞれｔｐ、ｔｖとした時、
　１）０．０１２≦（ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌ＜０．０８
　２）１０≦Ｗ／Ｌ≦１５０
の関係を満たし、
　前記液室の配列方向における上電極の長さ、圧電膜の長さ、下電極の長さをそれぞれＬｕ、Ｌｐ、Ｌ１とした時、
　Ｌｕ≦Ｌｐ＜Ｌ１
の関係を満たし、
　前記液室の配列方向の長さＬと、液室の配列方向における上電極の長さＬｕとが、
　Ｌ＞Ｌｕ
の関係を満たし、
　前記液室の奥行き長さをＷとし、前記液室の奥行き方向における上電極の長さ、圧電膜の長さ、下電極の長さをそれぞれ、Ｗｕ、Ｗｐ、Ｗ１とした時、
　Ｗ＜Ｗｕ＜Ｗｐ＜Ｗ１の関係を満たすことを特徴とする液体噴射ヘッド。」と訂正する。
［訂正事項２］請求項２を独立形式に改めた上で、その記載を
「インク滴を吐出するノズルと、基板に形成され該ノズルと連通する液室と、該液室の一部を構成する振動板と、該振動板上に形成された下電極、圧電膜、上電極より成る圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドにおいて、前記液室の配列方向長さ、奥行き方向長さをそれぞれＬ、Ｗ、前記圧電膜の厚み、前記振動板の厚みをそれぞれｔｐ、ｔｖとした時、
　１）０．０１２≦（ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌ＜０．０８
　２）１０≦Ｗ／Ｌ≦１５０
の関係を満たし、
　前記液室の配列方向における上電極の長さ、圧電膜の長さ、下電極の長さをそれぞれＬｕ、Ｌｐ、Ｌ１とした時、
　Ｌｕ≦Ｌｐ＜Ｌ１
の関係を満たし、
　前記液室の配列方向の長さＬと、液室の配列方向における上電極の長さＬｕとが、
　Ｌ＞Ｌｕ
の関係を満たし、
　前記液室の奥行き長さをＷとし、前記液室の奥行き方向における上電極の長さ、圧電膜の長さ、下電極の長さをそれぞれ、Ｗｕ、Ｗｐ、Ｗ１とした時、
　Ｗ＜Ｗｕ＜Ｗｐ＜Ｗ１の関係を満たし、
　前記下電極は、白金又は白金を含む合金の膜を有し、前記白金又は白金を含む合金の膜は、前記振動板上に密着形成されたチタン膜の上に形成されており、前記チタン膜の厚さは８０オングストローム以下であることを特徴とする液体噴射ヘッド。」と訂正する。
［訂正事項３］請求項３を独立形式に改めた上で、その記載を
「インク滴を吐出するノズルと、基板に形成され該ノズルと連通する液室と、該液室の一部を構成する振動板と、該振動板上に形成された下電極、圧電膜、上電極より成る圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドにおいて、前記液室の配列方向長さ、奥行き方向長さをそれぞれＬ、Ｗ、前記圧電膜の厚み、前記振動板の厚みをそれぞれｔｐ、ｔｖとした時、
　１）０．０１２≦（ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌ＜０．０８
　２）１０≦Ｗ／Ｌ≦１５０
の関係を満たし、
　前記液室の配列方向における上電極の長さ、圧電膜の長さ、下電極の長さをそれぞれＬｕ、Ｌｐ、Ｌ１とした時、
　Ｌｕ≦Ｌｐ＜Ｌ＜Ｌ１
の関係を満たすことを特徴とする液体噴射ヘッド。」と訂正する。
［訂正事項４］訂正前請求項５を削除し、訂正前請求項６を請求項５と改めた上で、引用する請求項を「特許請求の範囲第１〜５項のいずれか」から「特許請求の範囲第１〜４項のいずれか」に訂正する。
［訂正事項５］訂正前請求項７，８を削除し、訂正前請求項９を請求項６と改めた上で、その記載を「前記振動板のヤング率は１×１０１１Ｎ／ｍ２以上であることを特徴とする特許請求の範囲第１〜５項のいずれかに記載の液体噴射装置。」と訂正する。
［訂正事項６］訂正前請求項１０を請求項７と改めた上で、引用する請求項を「特許請求の範囲第９項」から「特許請求の範囲第６項」に訂正する。
［訂正事項７］訂正前請求項１１を請求項８と改めた上で、その記載を「前記振動板が、ヤング率は１×１０１１Ｎ／ｍ２以上の材料と、酸化珪素層の２層構造よりなり、該酸化珪素層は、下電極側に配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第１〜５項のいずれかに記載の液体噴射ヘッド。」と訂正する。
［訂正事項８］訂正前請求項１２を請求項９と改めた上で、引用する請求項を「特許請求の範囲第１〜１１項のいずれか」から「特許請求の範囲第１項又は第３項」に訂正する。
［訂正事項９］訂正前請求項１３を請求項１０と改めた上で、引用する請求項を「特許請求の範囲第１〜１２項のいずれか」から「特許請求の範囲第１〜９項のいずれか」に訂正する。
［訂正事項１０］訂正前請求項１４を請求項１１と改めた上で、引用する請求項を「特許請求の範囲第１〜１３項」から「特許請求の範囲第１〜１０項のいずれか」に訂正する。
［ 訂正事項１１］明細書の「このようにすることによって、液体噴射効率に優れると共に、ノズルの高密度化、液体噴射ヘッドの小型・高集積化を図ることができる。」（明細書５頁１５行〜８頁１６行についての補正を含む平成１４年６月６日付け手続補正書２頁９〜１０行、特許掲載公報７欄１７〜１９行）との記載を削除する。
　
２．各訂正事項についての当審の判断
　訂正事項１〜１０が、訂正前の特許請求の範囲を減縮することを目的とすることは明らかである（請求項削除、これに伴う請求項番号の変更、及び引用する請求項の限定はすべて、特許請求の範囲の減縮の一環である。）。
　訂正事項２のうち、「前記液室の配列方向における上電極の長さ、下電極の長さをそれぞれＬｕ、Ｌｐ、Ｌ１とした時」を「前記液室の配列方向における上電極の長さ、圧電膜の長さ、下電極の長さをそれぞれＬｕ、Ｌｐ、Ｌ１とした時」と訂正することは、訂正前の「Ｌｕ、Ｌｐ、Ｌ１」という３つの長さに対して、「前記液室の配列方向における上電極の長さ、下電極の長さ」という２つしか指定されていなかったため、明りょうでなかったものを明りょうにすることを目的とするものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とするものと認める。
　訂正事項５及び訂正事項７のうち、「ヤング率は１×１０１１Ｎ／ｍ２以上、望ましくは、２×１０１１Ｎ／ｍ２以上」を「ヤング率は１×１０１１Ｎ／ｍ２以上」と訂正することは、明りょうでない記載の釈明を目的とするものと認める。
　訂正事項１１によって削除される記載は、「液室の配列方向長さをＬ、液室の奥行き方向長さをＷ、ＰＺＴの厚みをｔｐ、振動板の厚みをｔｖとした時、以下の関係を満足することを特徴としている。
　１）０．０１２≦（ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌ＜０．０８
　２）１０≦Ｗ／Ｌ≦１５０」（公報７欄１２〜１６行）との記載に続くものであるが、【表２】（公報８頁）によれば、この数値範囲内であっても「液体噴射効率に優れると共に、ノズルの高密度化、液体噴射ヘッドの小型・高集積化を図ることができ」ない場合があり、削除部分は誤った記載であることが明らかである（後記「第３　４」参照。）。そして、訂正事項１１は、この誤った記載を削除するものであるから、誤記の訂正を目的とするものと認める。
　
　そして、訂正事項１〜１１が、願書に添付された明細書又は図面に記載された範囲内での訂正であること、及びこれら訂正事項が特許請求の範囲を実質上変更又は拡張するものでないことは明らかである。
　
３．訂正の許否の判断の結論
　以上のとおり、本件訂正は平成１５年改正前特許法１２０条の４第２項の規定に適合し、同条３項で準用する平成１５年改正前特許法１２６条２項及び３項が読み替えられて準用される平成６年改正前特許法１２６条１項ただし書き及び２項の規定に適合する。
　よって、平成１６年１月６日付け訂正請求による訂正を認める。
　
第３　特許異議申立についての当審の判断
１．当審における取消理由
　当審において通知した取消理由は、次のような理由を含んでいる。
　訂正前請求項１〜１４に共通の構成である「前記圧電膜の厚み、前記振動板の厚みをそれぞれｔｐ、ｔｖとした時、・・・（ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌ＜０．０８」（以下「本件構成」という。）につき、
（１）どこまでが振動板に含まれるのか明らかでないから、その厚みｔｐが明確に規定されない。その結果、本件構成も明確でないことになる。したがって、訂正前請求項１〜１４の記載は発明の構成に欠くことができない事項を記載したとはいえず、平成６年改正前特許法３６条５項に規定する要件を満たしていないから、訂正前請求項１〜請求項１４に係る特許は拒絶の査定をしなければならない特許出願に対してされたものである。（以下、この理由を「取消理由１」という。）
（２）本件構成は吐出不能なものを含むから、訂正前請求項１〜請求項１４は発明の構成に欠くことができない事項を記載したものではない。また、訂正前請求項１〜請求項１４に係る発明を実施するに当たり、当業者が容易に実施できる程度に記載されているとも認めることができない。したがって、訂正前請求項１〜１４の記載は平成６年改正前特許法３６条４項及び５項に規定する要件を満たしていないから、訂正前請求項１〜請求項１４に係る特許は拒絶の査定をしなければならない特許出願に対してされたものである。（以下、この理由を「取消理由２」という。）
　
２．特許請求の範囲の記載
　訂正が認められるから、特許請求の範囲の記載は、訂正請求書に添付した訂正明細書の特許請求の範囲のとおりの次のものである。
【請求項１】インク滴を吐出するノズルと、基板に形成され該ノズルと連通する液室と、該液室の一部を構成する振動板と、該振動板上に形成された下電極、圧電膜、上電極より成る圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドにおいて、前記液室の配列方向長さ、奥行き方向長さをそれぞれＬ、Ｗ、前記圧電膜の厚み、前記振動板の厚みをそれぞれｔｐ、ｔｖとした時、
　１）０．０１２≦（ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌ＜０．０８
　２）１０≦Ｗ／Ｌ≦１５０
の関係を満たし、
　前記液室の配列方向における上電極の長さ、圧電膜の長さ、下電極の長さをそれぞれＬｕ、Ｌｐ、Ｌ１とした時、
　Ｌｕ≦Ｌｐ＜Ｌ１
の関係を満たし、
　前記液室の配列方向の長さＬと、液室の配列方向における上電極の長さＬｕとが、
　Ｌ＞Ｌｕ
の関係を満たし、
　前記液室の奥行き長さをＷとし、前記液室の奥行き方向における上電極の長さ、圧電膜の長さ、下電極の長さをそれぞれ、Ｗｕ、Ｗｐ、Ｗ１とした時、
　Ｗ＜Ｗｕ＜Ｗｐ＜Ｗ１の関係を満たすことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】インク滴を吐出するノズルと、基板に形成され該ノズルと連通する液室と、該液室の一部を構成する振動板と、該振動板上に形成された下電極、圧電膜、上電極より成る圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドにおいて、前記液室の配列方向長さ、奥行き方向長さをそれぞれＬ、Ｗ、前記圧電膜の厚み、前記振動板の厚みをそれぞれｔｐ、ｔｖとした時、
　１）０．０１２≦（ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌ＜０．０８
　２）１０≦Ｗ／Ｌ≦１５０
の関係を満たし、
　前記液室の配列方向における上電極の長さ、圧電膜の長さ、下電極の長さをそれぞれＬｕ、Ｌｐ、Ｌ１とした時、
　Ｌｕ≦Ｌｐ＜Ｌ１
の関係を満たし、
　前記液室の配列方向の長さＬと、液室の配列方向における上電極の長さＬｕとが、
　Ｌ＞Ｌｕ
の関係を満たし、
　前記液室の奥行き長さをＷとし、前記液室の奥行き方向における上電極の長さ、圧電膜の長さ、下電極の長さをそれぞれ、Ｗｕ、Ｗｐ、Ｗ１とした時、
　Ｗ＜Ｗｕ＜Ｗｐ＜Ｗ１の関係を満たし、
　前記下電極は、白金又は白金を含む合金の膜を有し、前記白金又は白金を含む合金の膜は、前記振動板上に密着形成されたチタン膜の上に形成されており、前記チタン膜の厚さは８０オングストローム以下であることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項３】インク滴を吐出するノズルと、基板に形成され該ノズルと連通する液室と、該液室の一部を構成する振動板と、該振動板上に形成された下電極、圧電膜、上電極より成る圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドにおいて、前記液室の配列方向長さ、奥行き方向長さをそれぞれＬ、Ｗ、前記圧電膜の厚み、前記振動板の厚みをそれぞれｔｐ、ｔｖとした時、
　１）０．０１２≦（ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌ＜０．０８
　２）１０≦Ｗ／Ｌ≦１５０
の関係を満たし、
　前記液室の配列方向における上電極の長さ、圧電膜の長さ、下電極の長さをそれぞれＬｕ、Ｌｐ、Ｌ１とした時、
　Ｌｕ≦Ｌｐ＜Ｌ＜Ｌ１
の関係を満たすことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項４】前記圧電体膜の厚み、前記振動板の厚みをそれぞれｔｐ、ｔｖとした時、ｔｐ≧ｔｖの関係を満たすことを特徴とする特許請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】前記液室が形成された基板が、面方位（１１０）の単結晶珪素から成り、前記液室の奥行き方向を＜１１２＞（決定注．２番目の「１」は斜体文字である。）又は＜１１２＞（決定注．１番目の「１」は斜体文字である。）方向としたことを特徴とする特許請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】前記振動板のヤング率は１×１０１１Ｎ／ｍ２以上であることを特徴とする特許請求の範囲第１〜５項のいずれかに記載の液体噴射装置。
【請求項７】前記振動板は窒化珪素、窒化チタン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化タンタル、窒化タングステン、窒化ジルコニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、炭化珪素、炭化チタン、炭化タングステン、炭化タンタルの少なくとも１種を主成分とする材料であることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の液体噴射ヘッド。
【請求項８】前記振動板が、ヤング率は１×１０１１Ｎ／ｍ２以上の材料と、酸化珪素層の２層構造よりなり、該酸化珪素層は、下電極側に配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第１〜５項のいずれかに記載の液体噴射ヘッド。
【請求項９】前記振動板と前記下電極の間に、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタンの少なくとも１種を主成分とする材料層が具備されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第３項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１０】前記圧電膜がチタン酸ジルコン酸鉛であることを特徴とする特許請求の範囲第１〜９項のいずれかに記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１１】特許請求の範囲第１〜１０項のいずれかに記載の液体噴射ヘッドを具備して成ることを特徴とする液体噴射記録装置。
　
３．取消理由１についての判断
　特許請求の範囲は上記のとおり訂正され、独立形式で記載の請求項が【請求項１】〜【請求項３】の３項に増加したが、すべての請求項が「前記圧電膜の厚み、前記振動板の厚みをそれぞれｔｐ、ｔｖとした時、・・・０．０１２≦（ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌ＜０．０８」との本件構成を備えることには変わりがない。
　そして、本件構成のような数値限定によって発明の構成を表現する場合には、その数値が明確に規定される必要があることは当然である。
　独立形式で記載の【請求項１】〜【請求項３】をすべて択一的に引用する【請求項８】に「２層構造よりなり」とあることからみても、振動板が単層構造に限られないことは明らかである。
　ところで、【請求項２】には振動板と下電極間に「チタン膜」が存することが記載されており、【請求項２】を引用する請求項はいうに及ばず、引用しない請求項にあっても、振動板と下電極間に「チタン膜」が存しない旨の限定はないから、振動板と下電極間に「チタン膜」が存する「液体噴射ヘッド」を包含すると解すべきである。また、【請求項９】には、振動板と下電極の間に、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタンの少なくとも１種を主成分とする材料層が存する旨記載されており、【請求項９】が引用する【請求項１】及び【請求項３】、並びに【請求項９】を引用する【請求項１０】及び【請求項１１】だけでなく、それ以外の請求項にあっても上記「材料層」が存しないものに限定解釈することはできない。そして、これら「チタン膜」又は「材料層」は、【請求項２】又は【請求項９】の記載振りからみて、振動板とは別部材として記載されている。
　以上を総合すれば、振動板は２層以上であってもよく、振動板と下電極間には振動板以外の層が存在してもよいことになる。ここで、「振動板」は「液室の一部を構成する」ものであるから、液室（インクが収容される空間部）と下電極間が１層で構成されている場合は、振動板の厚さは明確であるといえるが、液室と下電極間に２層以上存する場合、液室に接する層が振動板の一部又は全部であることはいえるものの、液室に接しない層が振動板の一部になるのかならないのかによって、振動板の厚さが異なることになる。
　とりわけ、【請求項９】記載の「材料層」についていうと、【請求項９】に例示された材料層のうち、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタンの少なくとも１種を主成分とする層が振動板自体の層となりうることは、【請求項７】において振動板を構成する材料として例示されていることから明らかである。そうすると、液室と下電極間に２層以上存し、下電極に近い層が酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタンの少なくとも１種を主成分とする層である場合に、この層が振動板の一部であるのかないのか判然としないことになる。これら以外の層であっても、振動板の一部とみなすのかみなさないのかの明確な指針は、特許請求の範囲はいうに及ばず訂正明細書全体をみても与えられていない。
　そうであれば、液室と下電極間に２層以上存する場合（すべての請求項がこの場合を含む）に、振動板の厚さは明確に規定されていないことになる。振動板の厚さが明確でない以上、本件構成も明確でなく、特許請求の範囲の記載（全請求項に共通）は「特許を受けようとする発明の構成に欠くことができない事項のみを記載」との平成６年改正前特許法３６条５項２号の規定に適合しないといわなければならない。
　すなわち、請求項１〜請求項１１に係る特許は、平成６年改正前特許法３６条５項に規定する要件を満たさない特許出願に対してされたものである。
　
４．取消理由２についての判断
　訂正明細書の発明の詳細な説明には、
　ア．「本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、以下の点を目的とするものである。
（１）効率的な液体噴射動作をさせることを可能とし、ノズル数を増やしても平面的に小型で、ノズル高密度化の図られた液体噴射ヘッドを提供すること。
（２）表面の突起密度の少ない下電極を実現し、耐電圧の大きなＰＺＴ膜を実現し、液体噴射特性の向上が図られた液体噴射ヘッドを提供すること。
（３）液室や液体流路の形状、深さを制御することを容易とし、気泡溜まりや液体噴射特性ばらつきがなく、更にはその設計の自由度を向上することができる液体噴射ヘッドを提供すること。」（訂正明細書８頁４〜１２行）
　イ．「液室の配列方向長さＬ（単位μｍ）、液室の奥行き方向長さＷ（単位μｍ）、ＰＺＴ膜厚みｔｐ（単位μｍ）、振動板厚みｔｖ（単位μｍ）をパラメータとして、ノズル１０９から５ｍｍ離れた部分で液体噴射速度（単位ｍ／ｓｅｃ）を測定した。」（同１５頁本文９〜１２行）
　ウ．「ｔｐ＝３μｍ、ｔｖ＝５μｍの時、液体は噴射しなかった。これは、振動板１０３が厚くなってその剛性が高まり、液体を噴射させるだけの量の変形をしなくなるためである。従って、振動板１０３が厚くなりすぎるのは望ましくなく、・・・（ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌ＜０．０８とすることが必要となる。」（同１６頁１５〜２２行）
との各記載があり、【表２】（訂正明細書１５頁）には、５番目の実験結果として、Ｌ＝１００（単位は「μｍ」と認める。以下同様。）、ｔｐ＝３及びｔｖ＝５としたときに、「噴射せず」とあり、これが記載ウ冒頭の実験結果である。ここで、Ｌ＝１００、ｔｐ＝３及びｔｖ＝５とすると、本件構成における（ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌの上限値０．０８に一致することは明らかであり、この上限値を採用した場合には、液体が噴射しないこととなり、記載アの目的を達成できないことも明らかである。そして、本件構成はその上限値を数値範囲に含むものではないが、上限値よりもわずかに小さい数値は本件構成の数値範囲に含まれる。そして、上限値を採用した場合に液体が噴射しないのであれば、上限値よりもわずかに小さい数値を採用した場合にも液体が噴射しないか、仮に噴射しても噴射特性が良好でないことも明らかである。
　以上述べたとおり、本件構成は課題を達成するに足りる構成であると認めることはできないから、特許請求の範囲の記載（全請求項に共通）は「特許を受けようとする発明の構成に欠くことができない事項のみを記載」との平成６年改正前特許法３６条５項２号の規定に適合しないといわなければならない。また、請求項１〜１１の記載された範囲において、課題を達成でない場合（（ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌが上限値に極めて近い場合）であっても、（ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌの数値以外の構成を適宜工夫することで、良好な吐出特性となる可能性があることまでは否定しないが、どのような工夫をすればよいのか訂正明細書及び添付の図面からは明らかでないので、発明の詳細な説明は請求項１〜１１に係る発明を当業者が容易に実施できる程度に記載したものということもできない。
　すなわち、請求項１〜請求項１１に係る特許は、平成６年改正前特許法３６条４項及び５項に規定する要件を満たさない特許出願に対してされたものである。
　
　この点、特許権者は、「請求項１，２，３・・・における数値限定（０．０１２≦（ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌ＜０．０８・・・）は、良好な吐出特性を達成するために必要となる条件の一部のみを規定したものであるが、このように良好な吐出特性を達成するために必要となる条件の一部が請求項１，２，３において欠落しているからといって、それをもって請求項１，２，３に係る発明・・・の構成が不明確であるとは言えないし、また本件明細書において上記数値限定（０．０１２≦（ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌ＜０．０８・・・）との関係で良好な吐出特性を達成するために必要となる条件の一部が開示されていないとしても、このことをもって請求項１，２，３に係る発明・・・の実施が当業者にとって容易ではないと言うこともできない。」（特許異議意見書１１頁１〜１０行）と主張する。しかし、数値限定による発明とは、幾多の実験等により、課題を達成できる数値範囲を定めたことで、従来奏しえなかった作用効果を奏するような発明であってこそ、その進歩性が評価されて特許され得るのであって、限定した数値範囲の内外で劇的な作用効果の差異があることまでは要求されないとしても、数値範囲の内であれば、すべからく課題を達成できるものでなければならない。したがって、特許権者の主張は採用できない。
　
第４　むすび
　以上のとおり、平成１５年１月６日付けの訂正請求は認められるものであり、訂正後の特許請求の範囲（請求項１〜１１すべて）及び発明の詳細な説明には記載不備があるから、請求項１〜１１に係る特許は、平成６年改正前特許法３６条４項及び５項に規定する要件を満たさない特許出願に対してされた特許である。
　よって、特許法等の一部を改正する法律（平成１５年法律第４７号）附則２条７項が「この法律の施行前に請求された特許異議の申立て・・・については、・・・なお従前の例による。」との規定、及び特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律１１６号）附則１４条の規定に基づく特許法等の一部を改正する法律の施行に伴う経過措置を定める政令（平成７年政令２０５号）４条２項の規定により、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１６年１月２７日（２００４．１．２７）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
液体噴射ヘッド
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】
　インク滴を吐出するノズルと、基板に形成され該ノズルと連通する液室と、該液室の一部を構成する振動板と、該振動板上に形成された下電極、圧電膜、上電極より成る圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドにおいて、前記液室の配列方向長さ、奥行き方向長さをそれぞれＬ、Ｗ、前記圧電膜の厚み、前記振動板の厚みをそれぞれｔｐ、ｔｖとした時、
　１）０．０１２≦（ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌ＜０．０８
　２）１０≦Ｗ／Ｌ≦１５０
の関係を満た
し、
　前記液室の配列方向における上電極の長さ、圧電膜の長さ、下電極の長さをそれぞれＬｕ、Ｌｐ、Ｌｌとした時、
　
　Ｌｕ≦Ｌｐ＜Ｌｌ
の関係を満たし、
　前記液室の配列方向の長さＬと、液室の配列方向における上電極の長さＬｕとが、
　
　Ｌ＞Ｌｕ
の関係を満たし、
　前記液室の奥行き長さをＷとし、前記液室の奥行き方向における上電極の長さ、圧電膜の長さ、下電極の長さをそれぞれ、Ｗｕ、Ｗｐ、Ｗｌとした時、
　
　Ｗ＜Ｗｕ＜Ｗｐ＜Ｗｌ
の関係を満た
　【請求項２】
　インク滴を吐出するノズルと、基板に形成され該ノズルと連通する液室と、該液室の一部を構成する振動板と、該振動板上に形成された下電極、圧電膜、上電極より成る圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドにおいて、前記液室の配列方向長さ、奥行き方向長さをそれぞれＬ、Ｗ、前記圧電膜の厚み、前記振動板の厚みをそれぞれｔｐ、ｔｖとした時、
　１）０．０１２≦（ｔ＋ｔｖ）／Ｌ＜０．０８
　２）１０≦Ｗ／Ｌ≦１５０
の関係を満たし、
　前記液室の配列方向における上電極の長さ、
圧電膜の長さ、
　　Ｌｕ≦Ｌｐ＜Ｌｌ
の関係を満た
し、
　前記液室の配列方向の長さＬと、液室の配列方向における上電極の長さＬｕとが、
　
　Ｌ＞Ｌｕ
の関係を満たし、
　前記液室の奥行き長さをＷとし、前記液室の奥行き方向における上電極の長さ、圧電膜の長さ、下電極の長さをそれぞれ、Ｗｕ、Ｗｐ、Ｗｌとした時、
　
　Ｗ＜Ｗｕ＜Ｗｐ＜Ｗｌ
の関係を満たし、
　前記下電極は、白金又は白金を含む合金の膜を有し、前記白金又は白金を含む合金の膜は、前記振動板上に密着形成されたチタン膜の上に形成されており、前記チタン膜の厚さは８０オングストローム以下である
る液
　【請求項３】
　インク滴を吐出するノズルと、基板に形成され該ノズルと連通する液室と、該液室の一部を構成する振動板と、該振動板上に形成された下電極、圧電膜、上電極より成る圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドにおいて、前記液室の配列方向長さ、奥行き方向長さをそれぞれＬ、Ｗ、前記圧電膜の厚み、前記振動板の厚みをそれぞれｔｐ、ｔｖとした時、
　１）０．０１２≦（ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌ＜０．０８
　２）１０≦Ｗ／Ｌ≦１５０
の関係を満たし、
　前記液室の配列方向における上電極の長さ、圧電膜の長さ、下電極の長さをそれぞれＬｕ、Ｌｐ、Ｌｌとした時、
　
　Ｌｕ≦Ｌｐ＜Ｌ＜Ｌｌ
の関係を満たす
る液
　【請求項４】
　前記圧電体膜の厚み、前記振動板の厚みをそれぞれｔｐ、ｔｖとした時、
　　ｔｐ≧ｔｖ
の関係を満たすことを特徴とする特許請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の液体噴射ヘッド。
　【請求項５】
　前記液室が形成された基板が、面方位（１１０）の単結晶珪素から成り、前記液室の奥行き方向を＜１１２＞又は＜１１２＞方向としたことを特徴とする特許請求の範囲第１〜
４
　【請求項６】
　前記振動板のヤング率は１×１０１１Ｎ／ｍ２以
上で
５
　【請求項７】
　前記振動板は窒化珪素、窒化チタン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化タンタル、窒化タングステン、窒化ジルコニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、炭化珪素、炭化チタン、炭化タングステン、炭化タンタルの少なくとも１種を主成分とする材料であることを特徴とする特許請求の範囲第
６
　【請求項８】
　前記振動板が、ヤング率は１×１０１１Ｎ／ｍ２以
上の
５
　【請求項９】
　前記振動板と前記下電極の間に、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタンの少なくとも１種を主成分とする材料層が具備されていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項又は第３項に
　【請求項１０】
　前記圧電膜がチタン酸ジルコン酸鉛であることを特徴とする特許請求の範囲第１〜
９
　【請求項１１】
　特許請求の範囲第１〜
１０
のいずれかに
【発明の詳細な説明】
　【技術分野】
　本発明は、液体噴射記録装置に好適に用いられる液体噴射ヘッドに関する。
　一般に液体噴射記録装置は、液室、ノズル、液体流路を有する液体噴射ヘッド、並びにインク供給系とを具備し、液室内に充満しているインクにエネルギーを与えることにより、液室内のインクが液体流路に押し出され、その結果ノズルからインク滴が噴射され、これにより文字・画像情報の記録が行われるものである。
　インクにエネルギーを与える手段としては、圧電素子を用いて液室内を加圧する手段、またはヒータを用いて液室内インクを加熱する手段が広く利用されている。
　本発明は、特に圧電素子を用いて液室内を加圧する手段をもつ、液体噴射ヘッドに関する。
　【背景技術】
　上述したような液体噴射ヘッドや、本発明に関わる構成要素の従来技術としては、特公昭６２−２２７９０号、特開平２−２１９６５４号、米国特許４３１２００８号、鳥居他（ジャパニーズジャーナルオブアプライドフィジックス、Ｖｏｌ．３０、Ｎｏ．１２Ｂ、１９９１年１２月、３５６２〜３５６６ページ）、特公平４−４３４３５号、特開平３−１２４４５０号に開示されたものがある。
　特公昭６２−２２７９０号においては、液室に対応した個所の厚さを薄くした基板上に電極形成し、スパッタリング・印刷等の薄膜形成方法により、前記液室に対応した個所にＰＺＴ薄膜を形成する、液体噴射ヘッドの製造方法が開示されている。
　特開平２−２１９６５４号においては、ノズルが設けられた半導体基板上に積層形成した薄板に液室並びに液体流路が形成され、液室上部に積層形成された振動板、前記振動板上部に設けられた圧電振動子よりなる液体噴射ヘッド、及び、ノズルを半導体基板に形成し、前記半導体基板上にドライフィルムを接着し、前記ドライフィルム上に振動板、下電極、圧電膜、上電極と積層し、前記ドライフィルムを除去して形成する液体噴射ヘッドの製造方法が開示されている。
　米国特許４３１２００８号においては、基板表面に形成された液体流路及び基板を貫通する液室を具備し、前記基板の両表面に基板を接合し、圧電体を備えて成る液体噴射ヘッドが開示されている。
　鳥居他（ジャパニーズジャーナルオブアプライドフィジックス、Ｖｏｌ．３０、Ｎｏ．１２Ｂ、１９９１年１２月、３５６２〜３５６６ページ）においては、ＰＺＴ薄膜の下電極に白金を用いることが開示されている。
　特公平４−４３４３５号においては、絶縁性薄膜上に下地金属薄膜、白金膜を形成し、前記白金膜の表面が結晶粒成長によって凹凸状となる温度で熱処理する、圧電性薄膜用の電極形成方法が開示されている。
　また、特開平３−１２４４５０号は本発明者らによるものであるが、単結晶珪素基板の一表面からノズルを形成し、前記単結晶珪素基板の別表面にｐ型単結晶珪素をエピタキシャル成長させ、更に圧電素子を形成し、その後前記ｐ型珪素層及び単結晶珪素基板をエッチングし、液室及び片持ち、両持ち振動板を形成する液体噴射ヘッドの製造方法が開示されている。
　しかしながら、前記従来技術による液体噴射ヘッド、その構成要素、それらの製造方法においては、以下に示すような解決されるべき問題がある。
　特公昭６２−２２７９０号においては、クレーム中に構成要素の厚み設定はないものの、実施例中のＰＺＴ厚みｔｐが５０μｍ、振動板厚みｔｖが５０〜１００μｍ程度と設定されていて、ｔｐ＋ｔｖが１０μｍ程度以下の領域について念頭におかれていないことが明確である。ｔｐ＋ｔｖが１００μｍ程度であれば、これがまだ厚すぎるためＰＺＴに電圧を印加した時の振動板の変形量が小さく、液体噴射可能なほど液室の体積を変形させるためには、同実施例中にも記載されているように、円形で直径２ｍｍ程度の大きさの液室が必要となる。この時、解像度を向上させようとすると、同実施例に示されている如く、液室ピッチ＞ノズルピッチの平面構成となり、面積的な効率が悪い。すなわち、ノズルが７個ある液体噴射ヘッドの平面サイズが２０ｍｍ×１５ｍｍにもなってしまう。更にノズル数を増やそうとすれば、平面サイズが飛躍的に大きくなるのみならず、液室とノズルを結ぶ液体流路が長くなり、その流路抵抗が大きくなり、液体噴射動作の速度が極端に低下する。
　更に同従来例においては、液室に対応した個所に薄い振動板を形成し、その上にＰＺＴを形成する製造方法があるが、本発明者らの実験によれば、液室、振動板を形成した後にＰＺＴを形成する方法において、前記ｔｐ＋ｔｖを更に薄くした場合、例えばｔｐを３μｍ、ｔｖを１μｍにした場合、製造工程中に振動板にたるみ、しわ、破壊等の現象が起こり、液体噴射ヘッドの製造歩留まりが極端に低下した。
　特開平２−２１９６５４号においては、ノズルが面方位（１００）のＳｉ基板を加工することにより形成されている。例えば厚さ３００μｍ程度の（１００）Ｓｉ基板を異方性エッチングしてノズル形成する場合、エッチングレートの遅い（１１１）面との角度関係により、ノズル寸法を３０μｍ角としても、これと反対側の基板表面の開口部が不可避的に４００μｍ角程度になる。このため、ノズルピッチは４００μｍ以下にならず、せいぜい６０ｄｐｉ（ｄｏｔ　ｐｅｒ　ｉｎｃｈ）程度の解像度にしかならない。すなわち、液体噴射ヘッドのノズル高密度化が不可能である。
　更に、同従来例中の実施例においては、圧電膜及び上下電極が共に液室より大きく形成されており、そのような構成では、圧電膜への電圧印加の際に効率的に振動板を変形させ、液体を噴射させることが不可能である。また、効率的に液体を噴射させるための圧電膜、上下電極、液室の大きさ関係や厚み関係について言及されていない。
　更に、同従来例中の実施例においては、振動板にＳｉＯ２１層が用いられている。ＳｉＯ２は、ヤング率が１０１０Ｎ／ｍ２台と小さく、その上部に圧電薄膜を形成し電圧印加して前記圧電薄膜が横方向に変形する時、同時に横方向に大きく伸びてしまい、縦方向への変形がそれほど大きくならない。すなわち、振動板にＳｉＯ２１層を用いた場合も、圧電膜への電圧印加の際に効率的に振動板を変形させ、液体を噴射させることが不可能である。また、効率的に液体を噴射させるための振動板特性や材料については言及されていない。
　米国特許４３１２００８号においては、そのクレーム中に、圧電結晶が振動板上に取り付けられる構成との記述がある。またその実施例中においてもインジウムをベースとした半田で取り付ける記述があり、前記特公昭６２−２２７９０号に示される以上の厚みの圧電体を対象としているのが明白である。従って、前記特公昭６２−２２７９０号同様実質的にノズル高密度化ができない。また、この米国特許４３１２００８号において、異方性エッチングを用いて液体流路を形成する場合にあっては、Ｓｉ基板の面方位により流路形状が決定されてしまい、その自由な選択が不可能であった。例えば、（１００）Ｓｉを用いた場合、液体流路の断面形状は逆三角形となり、一方（１１０）Ｓｉを用いた場合は長方形となる。液体流路が逆三角形の場合は、気泡が溜まりやすくなり、トラブルの原因となる。また、（１１０）Ｓｉに長方形となる液体流路を形成する場合、その深さの制御が困難であり、出来上がりの深さが不均一になるため、液体噴射特性にばらつきを生じる。
　更に液体流路と液室との接点においてアンダーカットエッチングが不可避的に生じ、このため接点形状がまちまちとなり、液体噴射特性が一定しない。更に加えて、同従来例においてはＳｉ基板封止用の基板を２枚必要とし、２回の接着工程を要するため、製造工程が繁雑化し、製造コストにおいても不利を伴う。鳥居他（ジャパニーズジャーナルオブアプライドフィジックス、Ｖｏｌ．３０、Ｎｏ．１２Ｂ、１９９１年１２月、３５６２〜３５６６ページ）においては、ＰＺＴ膜の下電極として、ＳｉＯ２上に直接白金膜が形成されている。しかしながら、このような構成とした場合、酸化珪素と白金との密着性に問題があることは周知の事実であり、本発明者の実験においても、ＰＺＴ膜形成時またはその後の熱処理時や、完成後の動作時に酸化珪素と白金の間に剥がれが生じた。また、以上の如き問題点を解決し、酸化珪素等の絶縁材料と白金との密着性を向上させるため、特公平４−４３４３５号に示されるように白金と絶縁材料の間にチタンを挿入すればよいことが知られているが、ＰＺＴ膜形成時やその後の熱処理時に、白金表面に突起が生じ、これがＰＺＴ膜の耐電圧を低下させていた。
　特開平３−１２４４５０号においては、単結晶珪素基板の異方性エッチングを行う時に圧電素子側の面に自動的にエッチング液が回り込む構成であり、この時単結晶珪素基板の異方性エッチング液、例えば水酸化カリウム水溶液により、圧電素子がサイドエッチングされる現象が起こり、これが液体噴射ヘッドの歩留まりを低下させていた。
　本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、以下の点を目的とするものである。
（１）効率的な液体噴射動作をさせることを可能とし、ノズル数を増やしても平面的に小型で、ノズル高密度化の図られた液体噴射ヘッドを提供すること。
（２）表面の突起密度の少ない下電極を実現し、耐電圧の大きなＰＺＴ膜を実現し、液体噴射特性の向上が図られた液体噴射ヘッドを提供すること。
（３）液室や液体流路の形状、深さを制御することを容易とし、気泡溜まりや液体噴射特性ばらつきがなく、更にはその設計の自由度を向上することができる液体噴射ヘッドを提供すること。
　【発明の開示】
　本発明の液体噴射ヘッドは、圧電膜としてＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を用い、液室の配列ピッチをノズルの配列ピッチと同一にし、さらに、液室の配列方向長さをＬ、液室の奥行き方向長さをＷ、ＰＺＴの厚みをｔｐ、振動板の厚みをｔｖとした時、以下の関係を満足することを特徴としている。
１）０．０１２≦（ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌ＜０．０８
２）１０≦Ｗ／Ｌ≦１５０
　ま
　　Ｌｕ≦Ｌｐ＜Ｌｌ
となるように構成している。このことにより、製造プロセス上の問題がなく、かつリーク電流が抑えられた圧電素子を構成することが可能である。
　また、液室の配列方向の長さＬと液室の配列方向における上電極の長さＬｕとの関係を
　　Ｌ＞Ｌｕ
となるように構成している。このことにより、振動板を効率的に変形させることができるので、液体噴射を効率的に行うことができる。
　また、圧電体の厚み、振動板の厚みをそれぞれｔｐ、ｔｖとしたとき、
　　ｔｐ≧ｔｖ
の関係を満たすように構成している。このことにより、液体噴射ヘッドの平面的な小型化、高速動作化を図ることができる。
　また、液室の奥行き長さをＷとし、液室の奥行き方向における上電極の長さ、圧電膜の長さ、下電極の長さをそれぞれ、Ｗｕ、Ｗｐ、Ｗｌとした時、
　　Ｗ＜Ｗｕ＜Ｗｐ＜Ｗｌ
となるように構成している。このことにより、製造プロセス上の問題がなく、かつリーク電流が抑えられた圧電素子を構成することが可能である。さらに、上電極からの電極の取り出しを容易に行うことができる。
　また、液室が形成された基板が面方位（１１０）の単結晶珪素から成り、液室の奥行き方向を＜１１２＞または＜１１２＞方向となるように構成している。このことにより、液室寸法の高精度化が可能になる。
　また、下電極が、振動板上に密着膜を介して積層され、且つ下電極が白金または白金を含む合金で構成してもよい。このことにより、電極材料の白金と振動板との密着性を高めることができる。
　また、密着膜が膜厚８０オングストローム以下のチタンで構成することが望ましい。このことによりＰＺＴ膜の耐電圧を向上させることができる。
　また、振動板のヤング率が１×１０１１Ｎ／ｍ２以上となるように構成している。このことにより、振動板の変形量が増大し、余裕を持った液体噴射動作が可能となる。特に振動板のヤング率が２×１０１１Ｎ／ｍ２以上であれば、振動板の変形量が格段に増大し、液室の奥行き方向長さＷを減少させることができ、液体噴射ヘッドの小型化・高速化が可能となる。
　振動板として好適な材料としては、窒化珪素・窒化チタン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化タンタル、窒化タングステン、窒化ジルコニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、炭化珪素、炭化チタン、炭化タングステン、炭化タンタルの少なくとも１種を主成分とする材料が挙げられる。
　また、振動板を、ヤング率が１×１０１１Ｎ／ｍ２以上、望ましくは２×１０１１Ｎ／ｍ２以上の材料層と、酸化珪素層との２層構造とし、該酸化珪素層は下電極側に配置するように構成することが望ましい。このことにより、下電極あるいは基板との密着性が強化されるので、製造上の歩留まりを向上させることができる。
　また、振動板と下電極の間に、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタンの少なくとも１種を主成分とする材料層を挿入して構成してもよい。このことにより、ＰＺＴ膜の圧電特性を向上させることができる。
　また、上記の液体噴射ヘッドは液体噴射記録装置に具備されている。
［図面の簡単な説明］
　第１図は、本発明の実施例における液体噴射ヘッドの斜視図であり、第２図（ａ）ないし（ｃ）は、第１の基板１０１に圧電素子及び液室を形成するまでの製造工程を示す断面図である。
　第３図（ａ）は、基板１０１の異方性エッチング時に圧電素子側の面を保護するための治具の構成図、同図（ｂ）は基板１０１を治具に固定した状態の断面図である。
　第４図は、本発明の液体噴射ヘッドの実装構造の概念図である。
　第５図は、振動板を積層構造とした液体噴射ヘッドにおける、圧電素子、液室を形成した基板の断面図であり、第６図は、振動板と下電極の間に酸化アルミニウム層を挿入した液体噴射ヘッドにおける、圧電素子、液室を形成した基板の断面図であり、第７図は、液室内表面に親水性材料層を形成した液体噴射ヘッドにおける、圧電素子、液室を形成した基板の断面図である。
　第８図（ａ）は、本発明の第２の基板１０７にノズルを形成した液体噴射ヘッドにおける平面図、同図（ｂ）はその断面図である。
　第９図は、本発明の液体噴射ヘッドを用いた液体噴射記録装置の概念図である。
　【発明を実施するための最良の形態】
　以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
（実施例１）
　第１図は、本発明の実施例における液体噴射ヘッドの斜視図である。
　図において、液室１０２上に形成された振動板１０３、及び下電極１０４、圧電膜１０５、上電極１０６から構成される圧電素子が形成された第１の基板１０１と、液体流路１０８が形成された第２の基板１０７を接合して成る構成となっている。１０９は第１の基板１０１と第２の基板１０７を接合した断面の開口部に形成されたノズルである。ここで、液室１０２とノズル１０９は、同一のピッチで複数個配列されている。
　この液体噴射ヘッドの動作を簡単に説明すると、下電極１０４と上電極１０６の間に電圧を印加し、下電極１０４、圧電膜１０５、上電極１０６よりなる圧電素子、及び振動板１０３を変形させ、液室１０２の体積を減少させ、液室１０２内に充満しているインクを液体流路１０８へ押し出し、ノズル１０９よりインクが噴射される動作となる。
　以下、製造工程に従って本発明の液体噴射ヘッド及びその製造方法を詳細に説明する。
　第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施例における、第１の基板１０１に圧電素子及び液室を形成するまでの製造工程を示す断面図である。なお、この断面図において、紙面に垂直な方向が液室の奥行き方向となる。
　面方位（１１０）の単結晶珪素による第１の基板１０１を１２００℃で熱酸化し、基板１０１の両面に酸化珪素層２０１を厚み５０００Å形成する。そして、基板１０１の片面に振動板１０３を形成する。振動板１０３は、例えば窒化珪素をＰＥＣＶＤ法（プラズマ化学気相成長法）により厚み１μｍに形成し、窒素雰囲気中８００℃で熱処理を行い形成する。更に、基板１０１の両面にフォトレジストを形成し、振動板１０３を設けた側と反対側の表面に開口部を設け、酸化珪素層２０１を弗酸と弗化アンモニウムの水溶液でパターニングし、開口部２０２を形成し、第２図（ａ）に示す断面図となる。この時開口部２０２の奥行き方向、すなわち紙面に垂直な方向を＜１１２＞または＜１１２＞方向としておく。
　そして、振動板１０３上に、下電極１０４をスパッタリング法でチタンを厚み５０Å、白金を厚み２０００Åと、この順に形成し、そのパターニングを王水の水溶液で行う。次に、圧電膜１０５としてＰＺＴを厚み３μｍにスパッタリング形成し、塩酸の水溶液でパターニングする。ＰＺＴ膜の形成方法は、近年いろいろな方法が試みられているが、本発明者らは、ニオブを混入した変性ＰＺＴに酸化鉛を過剰に加えた焼結体ターゲットを用いて、アルゴン雰囲気中基板加熱なしで高周波スパッタリングを行い形成した。前記ＰＺＴのパターニング後、酸素雰囲気中７００℃にて加熱処理を行い、更に上電極１０６をスパッタリング法でチタンを厚み５０Å、金を厚み２０００Åと、この順に形成し、ヨウ素とヨウ化カリウムの水溶液でパターニングし、第２図（ｂ）に示す断面図となる。
　その後、保護膜２０３を感光性ポリイミドで厚み２μｍに形成し、図示しない電極取り出し部の保護膜を現像により取り除き、４００℃で熱処理を行う。次に、保護膜２０３を形成した圧電素子側の面を、第３図に示す治具により保護し（詳細は後述する）、水酸化カリウム水溶液に浸せきし、酸化珪素層２０１の開口部２０２から単結晶珪素基板１０１の異方性エッチングを行い、液室１０２を形成する。この時単結晶珪素基板１０１の面方位が（１１０）であり、更に開口部２０２の奥行き方向が＜１１２＞または＜１１２＞方向であるから、液室１０２の奥行き方向の辺を形成する側壁の面を（１１１）面とすることができる。水酸化カリウム水溶液を用いた場合、単結晶珪素の（１１０）面と（１１１）面のエッチングレートの比は３００：１程度となり、３００μｍの深さの溝をサイドエッチング１μｍ程度に抑えて形成することができ、液室１０２が形成される。そして、基板１０１を前記治具に固定したまま、振動板１０３に接している酸化珪素を弗酸と弗化アンモニウムの水溶液でエッチング除去し、第２図（ｃ）に示す断面図となる。
　本実施例においては、保護膜２０３を付けない状態で液室１０２を形成した後、再び酸素雰囲気中７００℃にて熱処理を行なうようにし、更に保護膜を形成するようにしてもよい。これは、圧電膜（ＰＺＴ膜）１０５に対して２度の熱処理を行なうことにより、圧電特性をさらに向上させることができるためである。この効果の詳細な理由は明確ではないが、圧電膜を構成するＰＺＴの焼結が進んでその結晶粒径が大きくなり、その結果圧電ひずみ定数が上昇するものと推定される。
　第３図（ａ）、（ｂ）は、前述の如く、本発明の実施例における、基板１０１の異方性エッチング時に圧電素子側の面を保護するための治具を示した図であり、同図（ａ）は治具の構成図、同図（ｂ）は基板１０１を治具に固定した状態の断面図である。
　片側に開口部を有し、その内壁面にネジ山が切られた円筒状の固定枠３０１に、Ｏリング３０２、基板１０１、Ｏリング３０２の順にはめ込み、その外壁面にネジ山が切られた固定リング３０３を前記固定枠３０１の内壁にねじ込み、固定する構成となっている。この時、基板１０１のエッチングを行う側の面を固定枠３０１の開口部側にしておく。第３図（ｂ）に示される状態で水酸化カリウム水溶液等のエッチング液に浸せきされるわけであるが、この時、固定リング３０３、Ｏリング３０２、及び基板１０１のエッチングを行う面とで封じられるため、エッチング液は基板１０１の圧電素子側へ回り込まないようにすることができる。治具の素材としては、本発明者らはポリプロピレンを用いた。
　第４図は、本発明の実施例における、液体噴射ヘッドの実装構造の概念図である。
　図において、圧電素子及び液室が形成された第１の基板１０１と液体流路１０８が形成された第２の基板１０７を接合し、ノズル１０９と液体導入孔４０４が形成される。液体導入孔４０４側を基材４０１で囲み、液体室４０３が形成される。この液体室４０３には外部から液体が供給されるようになっている（図示せず）。基材４０１は実装基板４０２に取り付けられる。第２の基板１０７は、プラスチックを射出成形することにより、液体流路１０８と一体形成した。
　以上が本発明の液体噴射ヘッドの概要である。
　次に、液室・電極の寸法、圧電膜の厚み・寸法、振動板の厚みなどの関係について述べる。本発明者らは、上述した液体噴射ヘッドを用いて液体噴射実験を行ったところ様々な知見を得た。
　本発明者らはまず、液室１０２、下電極１０４、ＰＺＴによる圧電膜１０５、上電極１０６の平面的な位置関係を設定した。
　まず、下電極１０４と圧電膜１０５、上電極１０６に関して、前記製造工程に従って上電極形成工程まで行い評価してみた。
　下電極より上電極が大きい場合と、その逆で上電極より下電極が大きい場合とを比べてみると、前者は上下電極間のリーク電流が２桁程度後者に比べて多くなることがわかった。これは、下電極端部におけるＰＺＴ膜のリーク電流が大きいことによるものと考えられる。
　更に、上電極より下電極が大きい場合において、ＰＺＴ膜が下電極より大きい場合と、ＰＺＴ膜が下電極より小さい場合においては、前者はＰＺＴ膜端部が下地の窒化珪素からめくれ上がってしまったのに対し、後者は膜剥がれ等なく形成できた。これは、ＰＺＴ膜と窒化珪素層の密着性が不十分であるためと考えられた。従って、以下の結果から、
　　上電極≦ＰＺＴ膜＜下電極
の大小関係とすること、すなわち、液室の配列方向における上電極長さをＬｕ、液室の配列方向におけるＰＺＴ長さをＬｐ、液室の配列方向における下電極長さをＬｌとした場合、
　Ｌｕ≦Ｌｐ＜Ｌｌという大小関係にすること、及び、液室の奥行き方向における上電極長さをＷｕ、液室の奥行き方向におけるＰＺＴ長さをＷｐ、液室の奥行き方向における下電極長さをＷｌとした場合、
　　Ｗｕ＜Ｗｐ＜Ｗｌ
という大小関係にすることにより、製造プロセス上の問題がなく、かつリーク電流が抑えられた圧電素子を構成することができた。
　更に、上電極１０６からの電極取り出しを行うため、前記製造工程に従い、液室１０２まで形成した後、上電極１０６にワイヤボンディングをしたみた。そうしたところ、液室１０２真上の上電極１０６にワイヤボンディングを行った場合、圧力で振動板１０３が破壊してしまった。これに対して、液室の奥行き方向に上電極１０６を引き伸ばした場合、すなわち液室の奥行き方向の長さをＷ、液室の奥行き方向の上電極長さをＷｕとし、
　　Ｗ＜Ｗｕ
という大小関係にする。そして、上電極１０６下に基板１０１が存在している部分（液室１０２が存在していない部分）にワイヤボンディングを行なったところ、問題なく実施できた。従って、以上の結果から、
　　Ｗ＜Ｗｕ
とすることにより、上電極１０６からの電極取り出しが容易となることがわかった。
　次に、前記Ｌｕ≦Ｌｐ＜Ｌｌという条件のもとで、液室１０２の配列方向長さＬとの関係について、液室中央部における振動板１０３の変形量を調べることにより最適化実験を行った。なお、振動板、下電極、ＰＺＴ、上電極の材料、厚みは前述のものとした。そして、液室配列方向の辺の中央に圧電素子の中央を配置し、左右対称となるようにした。また上下電極間の印加電圧は３０Ｖとした。Ｌ＝１００μｍ固定とし、Ｌｕ、Ｌｐ、Ｌｌをそれぞれ変えたときの結果を以下の表１に示す。
　【表１】
　以上の表１に示されるように、配列方向における、液室１０２とＰＺＴ膜１０５や下電極１０４の大小関係は、振動板変形量にはあまり影響を与えない。しかし、液室１０２と上電極１０６の大小関係は、振動板変形量に影響を与え、液室１０２より上電極１０６が大きくなれば、振動板変形量が低下する。この結果により、圧電素子の変形部分が液室内部に収まるようにすれば、効率的な振動板変形をさせることができるものと考えられる。そのような状態にする平面的な位置関係は、液室配列方向において、液室の配列方向長さＬ＞液室の配列方向の上電極長さＬｕである。
　以上述べた平面的なサイズ関係のもとで、次に液体噴射実験を行った。液体としては、水系インクを用いた。液室の配列方向長さＬ（単位μｍ）、液室の奥行き方向長さＷ（単位μｍ）、ＰＺＴ膜厚みｔｐ（単位μｍ）、振動板厚みｔｖ（単位μｍ）をパラメータとして、ノズル１０９から５ｍｍ離れた部分で液体噴射速度（単位ｍ／ｓｅｃ）を測定した。ＰＺＴ膜への印加電界は５Ｖ／μｍとした。なお、振動板材料、下電極材料及び厚み、上電極材料及び厚み、保護膜材料及び厚みは前述のものとした。結果を以下の表２に示す。
　【表２】
以上の結果について考察してみる。
まず、Ｌ＝１００μｍ、Ｗ＝１５０００μｍ、ｔｖ＝０．４μｍという条件において、ｔｐ＝０．８μｍの場合は液体は噴射し、ｔｐ＝０．７μｍの場合は液体は噴射しない。これは、液室内の液体に与える圧力がｔｐ＝０．７μｍにおいては不足のためであると考えられる。材料力学の教えるところによれば、一般的に液室内の液体に与える圧力は、おおむねｔｐ＋ｔｖの３乗に比例し、Ｌの３乗に反比例する。従って、この条件に上記の実験結果をあてはめると、
　　（ｔｐ＋ｔｖ）３／Ｌ３≧１．７×１０−６、
すなわち、
　　（ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌ≧０．０１２
と範囲設定すれば、液室内液体に与える圧力としては、液体を噴射させるだけのものを与えることができる。また、前記不等式の左辺が大きくなれば、液体噴射特性は向上することが期待され、実際、ｔｐ＝ｔｖ＝３μｍの時、液体噴射速度１７ｍ／ｓｅｃを記録している。
　ところが、ｔｐ＝３μｍ、ｔｖ＝５μｍの時、液体は噴射しなかった。これは、振動板１０３が厚くなってその剛性が高まり、液体を噴射させるだけの量の変形をしなくなるためである。従って、振動板１０３が厚くなりすぎるのは望ましくなく、前記不等式に数値条件を当てはめると、
　　（ｔｐ＋ｔｖ）３／Ｌ３＜５．１２×１０−４、
すなわち、
　　（ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌ＜０．０８
とすることが必要となる。この不等式の意味するところは、液室の配列方向長さＬを短くして、液体噴射ヘッドのノズル高密度化を行うためには、ＰＺＴ厚みｔｐと振動板厚みｔｖの和を小さくすることが必要ということである。逆に言えば、ｔｐ＋ｔｖを小さくすることにより、Ｌを小さくすることができ、ノズル高密度化が可能となる。
　さて、この状態（ｔｐ＝３μｍ、ｔｖ＝５μｍの状態）で液体を噴射させるための手段として、液室の奥行き方向長さＷを更に大きくすることが考えられる。しかしながらそのような構成にすれば、液体噴射ヘッドが平面的に非常に大型化してしまい、実用的な範囲を逸脱してしまう。また、Ｗが大きくなった場合、液室内の流路抵抗が大きくなり、液体噴射ヘッドの動作速度が低下する。従って、液体噴射ヘッドの平面的な小型化、高速動作化に対しては、上記の実験結果から、ｔｐ≧ｔｖ及びＷ／Ｌ≦１５０とするのが望ましい。
　また、Ｌ＝２００μｍ、ｔｐ＝４μｍ、ｔｖ＝２μｍにおいて、Ｗ＝２０００μｍでは液体噴射し、Ｗ＝１０００μｍでは液体噴射しない。これは、Ｗ＝１０００μｍでは、液体噴射させるだけの液室の奥行き長さが短すぎるためである。従って、Ｌ＝２００μｍ以下として高密度で液室を配列し、ノズルを高密度化する場合、Ｗ／Ｌ≧１０とすることが必要であることがわかった。
　以上述べた液体噴射ヘッドの特徴をまとめると、以下のようになる。
　圧電膜１０５にＰＺＴを用いることにより、液体噴射効率がよい。ＰＺＴは、圧電材料の中でも圧電ひずみ定数が大きく、本実施例におけるＰＺＴにおいてもｄ３１＝１５０ｐＣ／Ｎが達成されている。本発明におけるＰＺＴは、その組成や、上述した実施例において添加されている添加物の種類、量、更に固溶させることのできる化合物の種類、量を上記実施例において限定されているものではない。また、その形成方法も上記方法に限定される必要はない。
　液室１０２の配列ピッチを、ノズル１０９の配列ピッチと同一にしているため、前記液室とノズルを結ぶ液体流路１０８を引き回すスペースが不要となり、液体噴射ヘッドの小型化が可能となり、更にはノズル数を増やしても液体噴射ヘッドの大型化を招くことがない。
　１０≦Ｗ／Ｌ≦１５０かつｔｐ≧ｔｖかつ０．０１２≦（ｔｐ＋ｔｖ）／Ｌ＜０．０８とすることにより、薄い振動板１０３及びＰＺＴ膜１０５を用いて狭い幅の液室を形成しても液体噴射が可能となり、液体噴射ヘッドの小型化、そのノズル高密度化が可能となる。
　基板１０１を面方位（１１０）の単結晶珪素とし、液室１０２の奥行き方向を＜１１２＞または＜１１２＞方向とすることにより、液室１０２の奥行き方向の辺を形成する側壁の面を（１１１）面とすることができるため、３００μｍの深さの液室を配列方向のサイドエッチング１μｍ程度に抑えて形成することができ、液室寸法の高精度化が可能となる。
　Ｌｕ≦Ｌｐ＜Ｌｌとすることにより、製造プロセス上の問題がなく、リーク電流が抑えられた圧電素子を構成することが可能となる。
　Ｌ＞Ｌｕとすることにより、振動板の変形を効率的に行なうことができるようになり、その結果効率的な液体噴射が可能となる。
　Ｗ＜Ｗｕ＜Ｗｐ＜Ｗｌとすることにより、製造プロセス上の問題がなく、リーク電流が抑えられた圧電素子を構成することが可能となると共に、上電極からの電極取り出しが容易となる。
　圧電素子及び液室１０２が形成された第１の基板１０１と液体流路１０８が形成された第２の基板１０７を、液室と液体流路が連通するように接合一体化する構成としたことにより、液体流路の形状、深さを制御することが容易となり、また、液体流路と液室との接点形状を一定とすることが可能となり、その設計上の自由度を向上させることが可能となると共に、気泡溜まりや液体噴射特性のばらつきの原因を除去することが可能となる。
　第１の基板１０１と第２の基板１０７を接合した断面の開口部をノズルとしたことにより、別部品として必要であった高価なノズル板が不要となる。
　圧電素子を形成した後、この側の面を保護する手段を設けて、反対側の面から液室を形成する製造方法としたことにより、薄い振動板及びＰＺＴを用いても歩留まり良く液体噴射ヘッドが形成可能となる。本実施例においては、圧電素子側の面を保護する手段は治具によるものであるが、その手段はこれに限定されることなく、フォトレジストを厚く塗布する等、他の手段を用いても良い。
液室が形成された第１の基板１０１の液室開口部側に、液体流路が形成された第２の基板１０７を接合する製造方法としたことにより、基板１０１の封止用に１枚の基板（第２の基板）を用いて１回の接着工程で済ませることが可能となり、液体噴射ヘッドの低価格化が可能となる。
　基板１０１上に酸化珪素層２０１を形成し、液室１０２を形成する工程と同一工程またはその後に液室１０２に接して成る酸化珪素層２０１を除去する製造方法としたことにより、製造プロセス中における振動板１０３の割れや剥がれを防ぐことが可能となり、液体噴射ヘッドの製造歩留まりが向上する。更に振動板振動時に残留する酸化珪素層２０１の影響を除去することが可能となり、液体噴射特性の向上が可能となる。
（実施例２）
　振動板１０３の材料についての知見を得るため、第２図（ｃ）の構造において、振動板材料を変え、液室中央部における振動板の変形量を調べた。下電極１０４は全くパターニングを行わず、基板１０１全面に存在する構成とした。条件としては、Ｌ＝１００μｍ、Ｌｐ＝９４μｍ、Ｌｕ＝８８μｍ、Ｗ＝１５ｍｍ、ｔｐ＝３μｍ、ｔｖ＝１μｍで上下電極間の印加電圧は３０Ｖとした。
　振動板１０３の材料としては、上述の実施例１で使用した窒化珪素に加え、熱酸化法により形成した酸化珪素、ホウ素を１０２１ｃｍ−３熱拡散させた珪素、スパッタリング法により形成した酸化ジルコニウム、及び酸化アルミニウムの５種類を用いた。結果を以下の表３に示す。
　【表３】
　以上の結果より、振動板１０３のヤング率が大きいほど振動板変形量は大きくなる。これは、振動板１０３のヤング率が小さいと、圧電薄膜が横方向に変形する時、同時に横方向に大きく伸びてしまい、縦方向への変形がそれほど大きくならないことを示しているものである。効率的に振動板を変形させ、液体を噴射させるためには、ヤング率の大きな振動板を用いることが必要である。
　上記結果より近似的に振動板１０３による液室の排除体積を見積もってみると、酸化珪素を用いた場合１．５×１０−１３ｍ３となり、水系インクを用いて液体噴射を行う場合に対して必要な排除体積ぎりぎりのところである。従って、振動板のヤング率を１×１０１１Ｎ／ｍ２以上とすれば、余裕を持って液体噴射させることが可能となり、更には、２×１０１１Ｎ／ｍ２以上とすれば、振動板変形量が格段に増大し、液室の奥行き方向長さＷを減少させることができ、液体噴射ヘッドの小型化、動作の高速化が可能となる。
　以上の結果によれば、振動板材料として、ヤング率の大きい酸化ジルコニウム、窒化珪素、酸化アルミニウムが望ましいことがわかる。この他に、窒化チタン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化タンタル、窒化タングステン、窒化ジルコニウム、酸化チタン、炭化珪素、炭化チタン、炭化タングステン、炭化タンタルは、ヤング率が２×１０１１Ｎ／ｍ２以上であり、望ましい振動板材料といえる。
　更に、前記材料を主成分として他の成分が添加されていても良いし、前記材料を２種類以上含んだ材料でもよい。例えば、炭化タングステンが主成分で、炭化チタン、炭化タンタル、コバルトを微量添加した超硬合金や、炭化チタンや炭化窒化チタンを主成分とし、不純物を微量添加したサーメットを振動板に用いて良い。
（実施例３）
　第５図は、本発明の実施例における、振動板を積層構造とした液体噴射ヘッドにおける、圧電素子、液室を形成した基板の断面図である。
　同図において、５０１はヤング率が１×１０１１Ｎ／ｍ２以上、望ましくは２×１０１１Ｎ／ｍ２以上の材料層であり、前記（実施例１）と同様窒化珪素を用いた。５０２は酸化珪素層であり、窒化珪素層５０１を形成したＰＥＣＶＤ装置において、窒化珪素層５０１を形成した後に連続形成した。これ以外の要素は実施例１と同様である。
　この酸化珪素層５０２を設けることにより、下電極１０４と振動板との密着性が強化された。また、製造プロセス中の熱処理時に起こるＰＺＴ膜１０５に加わる応力を緩和することができるので、製造歩留まりを向上することが可能である。窒化珪素層５０１を１μｍ、酸化珪素層５０２を１０００Åとした時の液体噴射特性は、実施例１中の表２に示すものと変わらず、酸化珪素層５０２を設けることによる液体噴射特性の劣化はなかった。
　本実施例は、ＰＺＴ膜形成時またはそれ以降の処理温度を７１０℃以下として適用するのが望ましい。これは、ＰＺＴ膜中の鉛が下電極１０４を通って振動板の酸化珪素層５０２へ拡散することによるものである。通常、酸化珪素はこの温度領域では固体状態であるが、鉛が拡散された酸化珪素は７１４℃以上で液体となってしまい、これが外部に噴出して液体噴射ヘッドを破壊してしまうためである。
（実施例４）
　第６図は、振動板と下電極の間に酸化アルミニウム層を挿入した液体噴射ヘッドにおける、圧電素子、液室を形成した基板の断面図である。
　図において、窒化珪素層５０１、酸化珪素層５０２より成る振動板上に、酸化アルミニウム層６０１をスパッタリング法により厚み１０００Åで形成し、その上部から下電極１０４を形成する。それ以外は実施例３と同様である。
　酸化アルミニウム層６０１を形成することにより、上記実施例３中において述べたＰＺＴ中の鉛の振動板への拡散が抑えられる。このことにより、７１０℃以上の高温熱処理を行なっても、酸化珪素層５０２の外部噴出による液体噴射ヘッドの破壊を防止することができ、液体噴射ヘッドの製造歩留まりを向上させることができる。更には、７１０℃以上の高温かつ効率的な熱処理が可能となるため、ＰＺＴ膜の圧電特性を一層向上させることが可能となり、液体噴射特性の向上を図ることができる。
　酸化アルミニウム層６０１を設けたことによる効果は他の材料を用いても得られることが判明した。実験の結果、上記酸化アルミニウム以外では、酸化ジルコニウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタンを用いてもその効果は同様に確認された。また、これらを主成分とし添加物を加えた材料や、これらの材料を２種以上含むものを主成分とする材料も同様に適用可能である。さらに、この効果は、表面に酸化珪素層を設けた振動板構成のみならず、ホウ素を混入した単結晶珪素振動板においても確認された。
（実施例５）
　本発明者らは、下電極１０４の構成を決定するため、以下の実験を行った。
　酸化珪素層を設けた単結晶珪素基板上に、下電極１０４としてチタンと白金をスパッタリング法でこの順に連続形成した。白金の厚みは２０００Å、チタンの厚みは５０Åから１０００Åまで変化させた。なお、チタンは、電極材料の白金と振動板材料の酸化珪素層との密着性を高めるために必要なものである。
　その上から、実施例１中に示す方法でＰＺＴを膜厚１μｍに形成し、酸素雰囲気中で６００℃の熱処理を４時間行い、更に上電極としてアルミニウムを３ｍｍ角の大きさにマスク蒸着して形成した。
　このサンプルにおいて、上下電極間に電圧を印加し、ＰＺＴ膜の耐電圧特性を評価した。ここで、ＰＺＴ膜の耐電圧の定義としては、リーク電流が１００ｎＡ流れたときの印加電圧とした。その結果を表４に示す。
　【表４】
　以上の結果より、チタン膜厚とＰＺＴ膜の耐電圧には相関関係があり、チタン膜厚が薄くなれば耐電圧が増すことがわかる。また、本発明者らの観測によれば、白金表面に微小な突起が生じていて、この突起の密度がチタン膜厚を厚くすると共に大きくなっていた。例えば、チタン５０Åにおいては２００００個／ｍｍ２程度であったものが、チタン２００Åにおいては２１００００個／ｍｍ２程度となっていることが観測された。このことから、熱処理によって形成される白金表面の微小な突起が、ＰＺＴ膜の耐電圧を低下させているものと考えられる。
　チタン膜厚を１００Åから８０Åに下げることにより、ＰＺＴ膜の耐電圧は１８ｖから３０ｖへと大きく向上した。ＰＺＴ膜の耐電圧が向上すれば、印加電圧を高くすることができるようになり、液体噴射ヘッドにおける、液体噴射特性を向上させることが可能となる。また、ＰＺＴ膜を薄くした状態においても液体噴射が可能となり、製造上の生産性も向上させることが可能となる。
　この耐電圧値としては、１０Ｖ以下では実用には耐えられず、２０Ｖ程度でもまだ不十分であるが、２０Ｖを大きく越えれば実用領域とみなすことができる。上記の実験結果によると、チタン膜厚が８０Å以下になるとＰＺＴ膜の耐電圧が格段に向上しているのがわかる。従って、チタン膜厚を８０Å以下とすることが望ましく、本発明者らは、上述した実施例においてもチタン膜厚を５０Åとしている。
　以上の本実施例においては、厚み８０Å以下のチタン上に設ける電極材料を白金としているが、これは、白金を含む合金としてよい。本発明者らは酸化珪素層を設けた単結晶珪素基板にチタンを５０Å、更に白金７０ａｔ％−イリジウム３０ａｔ％の合金をスパッタリング法で連続形成し、酸素雰囲気中で６００℃の熱処理を４時間行ってみた。熱処理後のこの合金表面を８００倍で顕微鏡観察してみたところ、前記表面の微小突起は全く観察されなかった。前記実施例と同様にＰＺＴ膜を形成し耐電圧を測定したところ、７０Ｖという結果が得られ、更に特性の向上がみられた。
　また、振動板の材料としても酸化珪素層を設けた単結晶珪素に限られたわけでなく、上述した実施例で挙げられた材料であれば適用可能である。
（実施例６）
　第７図は、液室内表面に親水性材料層を形成した液体噴射ヘッドにおける、圧電素子、液室を形成した基板の断面図である。
　同図において、７０１が親水性材料層である。本実施例における製造方法は実施例１に示すものとほぼ同一であるが、保護膜２０３の形成前に単結晶珪素基板１０１の異方性エッチングを行い、その後８００℃程度の温度で基板１０１表面を熱酸化することにより、親水性材料層７０１として酸化珪素を形成する点が実施例１と異なっている。その後、圧電素子側の面に保護膜２０３を形成する。
　親水性材料層７０１の形成方法としては、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ　Ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）法等で振動板１０３下も覆うように酸化珪素を形成してもよいし、更には、液体噴射ヘッド組立後に親水性材料粒子を混ぜた液体を液体流路や液室を通し、液体流路や液室表面に親水性材料粒子を残すようにしてもよい。
　このような構成とした場合、液体に水性インク等の、水をベースとした材料を用いた時、液室や液体流路と液体の濡れ性が向上し、気泡の発生が少なくなる。同時に、第２の基板１０７にもガラス等の親水性材料を用いれば、更にこの効果は向上する。
（実施例７）
　第８図（ａ）、（ｂ）は、第２の基板１０７にノズルを形成した液体噴射ヘッドにおける、平面図及び断面図である。
　図において、液体流路１０８を形成した第２の基板１０７に、ノズル８０１を形成し、第１の基板１０１と接合した構成となっている。ノズル８０１は、エキシマレーザーを照射することにより形成すればよい。
　このような構成とすることにより、第８図（ａ）に示すように液室１０２を千鳥状に配置し、しかもノズル８０１を一直線上に配置することが可能となる。従って、ノズル８０１の配列ピッチを液室１０２の配列ピッチの半分とすることができ、液室寸法を上述した実施例１と同様に１００μｍとした場合、ノズル８０１を４００ＤＰＩ程度の密度で配置することが可能となる。すなわち、ノズル８０１の更なる高密度化が可能となる。また、一直線上に配置できるので、インク等の液体を紙などの媒体上に記録する場合、ドットずれが起こらず高品位の印字が可能となる。
（実施例８）
　第９図は、本発明の液体噴射ヘッドを用いた液体噴射記録装置の概念図である。
　図において、複数のノズルを有する液体噴射ヘッド９０１は、図示しない制御回路と接続されており、この制御回路によって液体噴射ヘッド９０１が適切に駆動され選択的にインクが噴射されるようになっている。そして、この液体噴射ヘッド９０１と対向した位置にある記録用紙９０９上に、文字・画像などの情報がインク滴によるドットの集合体として記録されるように構成されている。
　また、液体噴射ヘッド９０１には、インクを貯蔵しているカートリッジ９０２が接続形成されており、更にガイドレール９０３及び送りベルト９０４がカートリッジ９０２に接続されている。送りローラ９０５が回転すると、送りベルト９０４が駆動され、ガイドレール９０３に沿って液体噴射ヘッド９０１及びカートリッジ９０２が移動する仕組みになっている。
　一方、記録用紙９０９は、挟持ローラ９０７と紙送りローラ９０８にりプラテン９０６に密着するようになっている。液体噴射ヘッド９０１を主走査方向（ガイドレール９０３により液体噴射ヘッド９０１が移動する方向）に走査し、記録を終えたら紙送りローラ９０８をステップ回転させ、再び液体噴射ヘッド９０１からインクを噴射し、次の記録を始めるようになっている。
　この記録装置は、以上説明してきた液体噴射ヘッドの特徴や効果をそのまま有するものとなる。
　本実施例においては、インクが噴射される媒体として記録用紙を用いたが、もちろんこれに限られるわけでなく、布地等であってもよい。また、金属・樹脂・木材等の立体物を用いてもよい。
　【産業上の利用可能性】
　以上説明したように、本発明の液体噴射ヘッドは、紙・金属・樹脂・布地等の記録媒体上にインクを用いて文字・画像情報を記録する液体噴射記録装置に好適に用いられる。
　さらに、小型、高密度、改善された特性という特徴を活かし、小型かつ高性能の液体噴射記録装置に用いられる記録ヘッドとして最適である。