(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する吐出口を有する圧力室と、一端が前記圧力室と接続された液体供給路とを備える素子基板と、
前記素子基板に積層された液体供給基板と、
前記素子基板と前記液体供給基板との間に配される感光性樹脂層と、
前記液体供給基板と前記感光性樹脂層とを貫通し、さらに前記素子基板の内部を通って前記液体供給路の他端と接続され、前記液体を前記液体供給路を介して前記圧力室に供給する液体流入孔と、を有し、
前記液体供給路は前記圧力室の前記吐出口が設けられた面と同じ面に沿って延び、
前記素子基板は、前記圧力室の前記吐出口と対向する面を形成する振動板と、前記振動板に振動を与える圧電素子と、一方の面が前記液体供給路と対向し他方の面が前記振動板を介して前記感光性樹脂層と対向する仕切り部と、を有し、前記液体の供給方向において、前記仕切り部は前記液体供給路よりも長い、液体吐出ヘッド。
【請求項２】
液体を吐出する吐出口を有する圧力室と、一端が前記圧力室と接続された液体供給路とを備える素子基板と、
前記素子基板に積層された液体供給基板と、
前記素子基板と前記液体供給基板との間に配される感光性樹脂層と、
前記液体供給基板と前記感光性樹脂層とを貫通し、さらに前記素子基板の内部を通って前記液体供給路の他端と接続され、前記液体を前記液体供給路を介して前記圧力室に供給する液体流入孔と、を有し、
前記液体供給路は前記圧力室の前記吐出口が設けられた面と同じ面に沿って延び、
前記素子基板は、前記圧力室の前記吐出口と対向する面を形成する振動板と、前記振動板に振動を与える圧電素子と、一方の面が前記液体供給路と対向し他方の面が前記振動板を介して前記感光性樹脂層と対向する仕切り部と、を有し、
前記素子基板は前記吐出口が形成された吐出口形成部材と、前記振動板及び前記吐出口形成部材とともに前記圧力室を形成する圧力室形成層と、を有し、前記振動板は前記圧力室形成層上に形成され、
前記圧力室形成層は前記液体供給路と前記仕切り部との境界で、前記素子基板の厚さ方向に、前記液体供給路を含む第一の圧力室形成層と、前記仕切り部を含む第二の圧力室形成層とに分割され、
前記第一の圧力室形成層は感光性樹脂からなる、液体吐出ヘッド。
【請求項３】
液体を吐出する吐出口を有する圧力室と、一端が前記圧力室と接続された液体供給路とを備える素子基板と、
前記素子基板に積層された液体供給基板と、
前記素子基板と前記液体供給基板との間に配される感光性樹脂層と、
前記液体供給基板と前記感光性樹脂層とを貫通し、さらに前記素子基板の内部を通って前記液体供給路の他端と接続され、前記液体を前記液体供給路を介して前記圧力室に供給する液体流入孔と、を有し、
前記液体供給路は前記圧力室の前記吐出口が設けられた面と同じ面に沿って延び、
前記素子基板は、前記圧力室の前記吐出口と対向する面を形成する振動板と、前記振動板に振動を与える圧電素子と、一方の面が前記液体供給路と対向し他方の面が前記振動板を介して前記感光性樹脂層と対向する仕切り部と、を有し、
前記素子基板は前記吐出口が形成された吐出口形成部材と、前記振動板及び前記吐出口形成部材とともに前記圧力室を形成する圧力室形成層と、を有し、前記振動板は前記圧力室形成層上に形成され、
前記圧力室形成層は前記液体供給路と前記仕切り部との境界で、前記素子基板の厚さ方向に、前記液体供給路を含む第一の圧力室形成層と、前記仕切り部を含む第二の圧力室形成層とに分割され、
前記第一の圧力室形成層は前記吐出口形成部材と一体成形されている、液体吐出ヘッド。
【請求項４】
液体を吐出する吐出口を有する圧力室と、一端が前記圧力室と接続された液体供給路とを備える素子基板と、
前記素子基板に積層された液体供給基板と、
前記素子基板と前記液体供給基板との間に配される感光性樹脂層と、
前記液体供給基板と前記感光性樹脂層とを貫通し、さらに前記素子基板の内部を通って前記液体供給路の他端と接続され、前記液体を前記液体供給路を介して前記圧力室に供給する液体流入孔と、を有し、
前記液体供給路は前記圧力室の前記吐出口が設けられた面と同じ面に沿って延び、
前記素子基板は、前記圧力室の前記吐出口と対向する面を形成する振動板と、前記振動板に振動を与える圧電素子と、一方の面が前記液体供給路と対向し他方の面が前記振動板を介して前記感光性樹脂層と対向する仕切り部と、を有し、
前記素子基板は一端が前記圧力室と接続された液体回収路を備え、
前記液体回収路の他端と接続され、前記素子基板の内部を通り、さらに前記感光性樹脂層と前記液体供給基板とを貫通し、前記液体を前記液体回収路を介して前記圧力室から流出させる液体流出孔を有し、
前記液体回収路は前記圧力室の前記吐出口が設けられた面と同じ面に沿って延び、
前記素子基板はさらに、一方の面が前記液体回収路と対向し他方の面が前記振動板を介して前記感光性樹脂層と対向する第２の仕切り部を有している、液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記液体供給路および前記圧力室の側壁は前記素子基板の厚さ方向に、前記素子基板の厚さ方向と平行に延びている、請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記素子基板は前記圧電素子の一方の面に接続された電極を有し、前記液体供給基板は前記電極に駆動電圧を印加するための電気配線を有し、前記電極と前記電気配線とは導電性バンプによって電気的に接続されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記導電性バンプは、前記素子基板の厚さ方向から見たときに、前記液体供給路と重ならない位置にある、請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記仕切り部はシリコンで形成されている、請求項１から７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
液体を吐出する吐出口を有する圧力室と、一端が前記圧力室と接続された液体供給路とを備える素子基板と、前記素子基板に積層された液体供給基板と、前記素子基板と前記液体供給基板とを接合する感光性樹脂層と、前記液体供給基板と前記感光性樹脂層とを貫通し、さらに前記素子基板の内部を通って前記液体供給路の他端と接続され、前記液体を前記液体供給路を介して前記圧力室に供給する液体流入孔と、前記圧力室の前記吐出口と対向する面を形成する振動板と、前記振動板に振動を与える圧電素子と、一方の面が前記液体供給路と対向し他方の面が前記振動板を介して前記感光性樹脂層と対向する仕切り部と、を有し、前記液体供給路は前記圧力室の前記吐出口が設けられた面と同じ面に沿って延びる液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記素子基板を作成する工程は、
第１の面に前記振動板と前記圧電素子とが形成された基板の一部を前記第１の面の裏面である第２の面からエッチングし、前記圧力室の一部と前記液体流入孔の一部を形成する第１のエッチング工程と、
前記第１のエッチング工程に続き前記基板の一部を前記第２の面からさらにエッチングし、前記圧力室の残部と前記液体供給路を形成するとともに、前記感光性樹脂層と前記液体供給基板に形成された前記液体流入孔と、前記基板の前記液体流入孔とを連通させる第２のエッチング工程と、
前記吐出口が形成された吐出口形成部材を前記第２の面に接合する工程と、を含む、液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記第１のエッチング工程で形成される前記圧力室の前記一部の、前記液体の供給方向の長さより、前記第２のエッチング工程で形成される前記圧力室の前記残部の、前記供給方向の長さが短い、請求項９に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクなどの液体を吐出して記録媒体に画像を記録する液体吐出装置には、一般に、液体を吐出する液体吐出ヘッドが搭載されている。液体吐出ヘッドから液体を吐出させる機構として、圧電素子によって容積が収縮可能な圧力室を利用したものが知られている。この機構によれば、電圧を印加して変形した圧電素子によって圧力室の壁を形成する振動板を撓ませることで、圧力室の容積を収縮および膨張させることができる。これによって発生した圧力により、圧力室内の液体が、圧力室の一端に形成された吐出口から吐出する。圧力室には液体を供給する液体供給路が接続されている。複数の液体供給路が共通液室と接続されており、共通液室より液体が供給される。
【０００３】
近年、高速描画可能な液体吐出装置が求められている。このような液体吐出装置の一つは吐出口が高密度に二次元で配列されたラインヘッドを有し、高速描画を実現している。高速描画を行うためには、各圧力室の吐出周期を短くする必要がある。吐出に関わる液体の体積を少なくすることで流体のコンプライアンスを低減させることができ、圧力室の固有周波数を上昇させることができる。
【０００４】
特許文献１には、液体が振動板に対して吐出口と反対側から供給される液体吐出ヘッドが開示されている。液体吐出ヘッドは素子基板と、素子基板に積層された液体供給基板と、素子基板と液体供給基板とを接合する感光性樹脂層と、を有している。液体流入貫通孔が素子基板と感光性樹脂層と液体供給基板とを貫通している。素子基板は、液体を吐出する吐出口を有する圧力室と、一端が圧力室と、他端が液体流入貫通孔と接続された液体供給路と、圧力室の吐出口と対向する面を形成する振動板と、振動板に振動を与える圧電素子と、を備えている。液体流入貫通孔から供給された液体は、液体供給路を通って圧力室に供給される。液体流入貫通孔が振動板に対して吐出口の反対側に設けられているため、振動板と吐出口との間の距離を短くすることができる。このため、流体の体積を減少させて応答周波数を高めることができる。感光性樹脂層は感光性フォトレジストＳＵ−８（ＭｉｃｒｏＣｈｅｍ社）で形成されている。このため、感光性樹脂層に液体流入貫通孔をパターニングで形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１２−５３２７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
感光性樹脂層は液体が流入する液体流入貫通孔を有しているため、液体と接することにより膨潤する可能性がある。振動板の感光性樹脂層側の面の裏面は液体供給路となっており、振動板は液体供給路側で拘束されていない。このため、感光性樹脂層が膨潤することにより振動板が感光性樹脂層に押され、液体供給路に向けて変形する可能性がある。振動板は、圧力室を大きく変形させるために薄く形成されており、例えば２μｍ以下の厚さとなっている。感光性樹脂層の膨潤により押圧された振動板は液体供給路を狭めるように変形し、さらに破損する可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、感光性樹脂層が液体に接して膨潤することによる振動板の変形を抑制することのできる液体吐出ヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する吐出口を有する圧力室と、一端が圧力室と接続された液体供給路とを備える素子基板と、素子基板に積層された液体供給基板と、素子基板と液体供給基板とを接合する感光性樹脂層と、液体供給基板と感光性樹脂層とを貫通し、さらに素子基板の内部を通って液体供給路の他端と接続され、液体を液体供給路を介して圧力室に供給する液体流入孔と、を有している。液体供給路は圧力室の吐出口が設けられた面と同じ面に沿って延びている。素子基板は、圧力室の吐出口と対向する面を形成する振動板と、振動板に振動を与える圧電素子と、一方の面が液体供給路と対向し他方の面が振動板を介して感光性樹脂層と対向する仕切り部と、を有している。液体の供給方向において、仕切り部は液体供給路よりも長い。
【０００９】
素子基板の仕切り部は一方の面が液体供給路と対向するとともに、他方の面が振動板を介して感光性樹脂層と対向している。すなわち、仕切り部は振動板を液体供給路側から支持する支持部材として機能する。感光性樹脂層の膨潤によって振動板が液体供給路に向けて押圧されても、押圧力は仕切り部で支持される。このため、振動板が大きく変形することが防止される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、感光性樹脂が液体に接して膨潤することによる振動板の変形を抑制することのできる液体吐出ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る液体吐出ヘッドの液体吐出部の要部断面図である。
【図２】液体吐出ヘッドの分解斜視図である。
【図３】液体吐出ヘッドの液体供給路と引き出し電極を示す上面図である。
【図４】液体吐出ヘッドの引き出し電極の他の例を示す上面図である。
【図５】吐出口の二次元配置図である。
【図６】素子基板の製造プロセスフロー図である。
【図７】液体供給基板の製造プロセスフロー図である。
【図８】素子基板と液体供給基板の接合と圧力室の形成手順を示すフロー図である。
【図９】圧力室の他の実施形態を示す断面図である。
【図１０】第２の実施形態の液体吐出ヘッドの要部断面図である。
【図１１】第２の実施形態の液体吐出ヘッドの分解斜視図である。
【図１２】第３の実施形態の液体吐出ヘッドの要部断面図である。
【図１３】第３の実施形態の液体吐出ヘッドの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る、インク等の液体を吐出する液体吐出ヘッド１の液体吐出部１５２の要部断面図である。この液体吐出ヘッド１はインクジェット記録装置に代表される液体吐出装置に搭載される。図２は液体吐出ヘッド１の分解斜視図である。液体吐出ヘッド１は素子基板１５１と、液体供給基板１３４と、これらを接合する感光性樹脂層１１９と、を有している。素子基板１５１は各々が吐出口１０１を有する多数の液体吐出部１５２を有している。各液体吐出部１５２は、液体を貯留する圧力室１０２と、各圧力室１０２に対応して設けられ液体を吐出する吐出口１０１と、振動板１０９と、振動板１０９が接合された圧電素子１１１と、を有している。振動板１０９は、圧力室１０２の吐出口１０１と対向する面１０２ａを形成している。圧電素子１１１は電圧の印加によって面外方向に変形し、振動板１０９を撓ませる。各液体吐出部１５２はさらに、圧力室１０２に連通し液体を圧力室１０２に供給する液体供給路１０３と、圧力室１０２に連通し液体を圧力室１０２から回収する液体回収路１０５と、を有している。液体供給路１０３と液体回収路１０５は、圧力室１０２で発生した圧力が吐出口１０１へ向かうよう、吐出口１０１よりも大きな慣性を持っている。
【００１３】
圧電素子１１１の一方の面１１１ａには個別電極１１２が、他方の面１１１ｂには共通電極１１０が接続されている。個別電極１１２は引き出し配線１１４で電気的に引き出され、バンプパッド１１５を介して導電性バンプ１１６と接続されている。導電性バンプ１１６としては、例えばＡｕバンプを使用することができる。液体供給基板１３４には電気配線１１７が設けられ、バンプ１１６と接続されている。従って、素子基板１５１の個別電極１１２と液体供給基板１３４の電気配線１１７とは、バンプ１１６によって電気的に接続されている。圧電素子１１１の駆動電圧は、電気配線１１７とバンプ１１６と引き出し配線１１４とを介し、液体吐出ヘッド１外の制御回路から個別電極１１２に供給される。共通電極１１０は各圧力室１０２に対応した圧電素子１１１の下を延びており、液体吐出ヘッド１の端部でまとめてバンプ（図示せず）により液体吐出ヘッド１外の制御回路に接続されている。バンプ１１６を用いることにより、電気配線１１７と圧電素子１１１の電気接続を容易に行うことができる。ただし、電気配線１１７と圧電素子１１１の電気接続はバンプに限定されず、例えば貫通配線を用いることもできる。
【００１４】
液体供給基板１３４は素子基板１５１に積層されている。液体供給基板１３４は各液体吐出部１５２へ液体を供給し、各液体吐出部１５２から液体を回収する機能を有している。液体供給基板１３４は二次元に配置された複数の液体吐出部１５２と接合されており、これらの液体吐出部１５２を、剛性を保って支持する機能も有している。具体的には、液体供給基板１３４は、液体供給路１０３に連通した液体流入貫通孔１０４と、液体回収路１０５に連通した液体流出貫通孔１０６と、を有している。液体供給路１０３の一端は圧力室１０２と、他端は液体流入貫通孔１０４と接続されている。同様に、液体回収路１０５の一端は圧力室１０２と、他端は液体流出貫通孔１０６と接続されている。液体は、液体供給基板１３４の液体流入貫通孔１０４から供給され、素子基板１５１の液体供給路１０３を通って圧力室１０２に供給される。液体は、素子基板１５１の液体回収路１０５を通って液体供給基板１３４の液体流出貫通孔１０６から回収される。このように、液体吐出部１５２は液体の循環流れを形成している。液体供給基板１３４は液体吐出部１５２へ電気信号を印加する機能も有している。制御回路からの駆動電圧が液体供給基板１３４の電気配線１１７を通って圧電素子１１１に印加されると、振動板１０９が変形し、圧力室１０２が収縮および膨張する。これによって圧力室１０２内の液体の圧力が増減し、圧力の増減により吐出口１０１から液体が吐出する。
【００１５】
図２を参照すると、素子基板１５１は圧力室形成層１３２と、吐出口形成部材１３１と、振動板１０９を備えた駆動層１３３と、を有している。本実施形態において圧力室形成層１３２と吐出口形成部材１３１は共にシリコン（Ｓｉ）で形成されている。圧力室形成層１３２と吐出口形成部材１３１は、振動板１０９とともに圧力室１０２を形成している。吐出口形成部材１３１には液体を吐出する吐出口１０１が形成されている。吐出口形成部材１３１の圧力室１０２と反対の面には撥水性の加工がされている。圧力室形成層１３２には、圧力室１０２と、液体供給路１０３と、液体回収路１０５と、液体流入貫通孔１０４と、液体流出貫通孔１０６との夫々一部が形成されている。駆動層１３３には、振動板１０９と、共通電極１１０と、圧電素子１１１と、個別電極１１２と、これらを絶縁保護する保護膜１１３と、引き出し配線１１４とが形成されている。後述するように、圧力室形成層１３２と駆動層１３３は一体形成される。液体供給基板１３４には、液体流入貫通孔１０４の一部を構成する開口と、液体流出貫通孔１０６の一部を構成する開口と、とが形成されている。液体供給基板１３４にはさらに、バンプ１１６を介して圧電素子１１１に駆動電圧を印加する電気配線１１７と、電気配線１１７を絶縁保護するための保護膜１１８とが形成されている。
【００１６】
感光性樹脂層１１９は素子基板１５１と液体供給基板１３４との間に配されている。感光性樹脂層１１９は駆動層１３３と液体供給基板１３４とを接合するとともに、共通電極１１０、圧電素子１１１、個別電極１１２などが設置される空間を確保するスペーサとしての機能を有している。感光性樹脂層１１９には，例えばＤＦ４７０（日立化成株式会社）のような感光性ドライフィルムを使用することができる。感光性樹脂層１１９は、光によるパターニングが可能な樹脂材料から形成されていればよく、感光性の液体レジストで形成されてもよいし、感光性のフィルムで形成されてもよい。感光性樹脂層１１９を用いることによって、バンプ１１６の接続時の加熱と押圧により、駆動層１３３と液体供給基板１３４の接合と、感光性樹脂層１１９の硬化とを同時に行うことができる。
【００１７】
液体流入貫通孔１０４及び液体流出貫通孔１０６は圧力室形成層１３２と、駆動層１３３と、感光性樹脂層１１９と、液体供給基板１３４とを貫通して延びている。このため、振動板１０９、保護膜１１３、感光性樹脂層１１９には、液体流入貫通孔１０４と液体流出貫通孔１０６を構成する開口がパターニング形成されている。
【００１８】
素子基板１５１は、素子基板１５１の厚さ方向Ｚにおける一方の面１２１１が液体供給路１０３と対向し、他方の面１２１２が振動板１０９を介して感光性樹脂層１１９と対向する仕切り部１２１ａを有している。同様に、素子基板１５１は、素子基板１５１の厚さ方向Ｚにおける一方の面１２１３が液体回収路１０５と対向し、他方の面１２１４が振動板１０９を介して感光性樹脂層１１９と対向する第２の仕切り部１２１ｂを有している。これらの仕切り部１２１ａ，１２１ｂは、素子基板１５１の厚さ方向Ｚと液体供給路１０３または液体回収路１０５の延びる方向Ｙを含む面（Ｙ−Ｚ面）で切ったときに、長方形の断面形状を有している。つまり、液体供給路１０３、液体回収路１０５および圧力室１０２の側壁は素子基板１５１のＹ−Ｚ面から垂直に立ち上がり、素子基板１５１の厚さ方向Ｚに、素子基板１５１の厚さ方向Ｚと平行に延びている。シリコンで形成された仕切り部１２１ａ，１２１ｂは液体供給路１０３及び液体回収路１０５の振動板１０９側に配置されており、液体供給路１０３及び液体回収路１０５の流路を絞るとともに、振動板１０９の変形を抑制する機能を有している。感光性樹脂層１１９は樹脂を含んでいるため、液体に接することで膨潤し、振動板１０９を液体供給路１０３及び液体回収路１０５の方向（図１の下向き）に押圧力を及ぼす。仕切り部１２１ａ，１２１ｂは圧力室形成層１３２の一部であり、Ｓｉで形成されている。このため振動板１０９と比べ剛性が高く振動板１０９の変形を効果的に抑制する。これにより、振動板１０９が変形して液体供給路１０３及び液体回収路１０５の断面積が変化したり、振動板１０９が破損したりすることを防止することができる。
【００１９】
図３に、本実施形態の液体吐出ヘッド１の上面図を示す。各吐出口１０１は、方向Ｙに、例えば１２００ｄｐｉ（２１．１７μｍ）ずつずらしながら配置されており、被描画物が液体吐出ヘッド１に対して方向Ｘに相対移動すると同時に液体の吐出を行うことで、１２００ｄｐｉで画像が形成される。引き出し電極１１４は方向Ｙ、すなわち液体回収路１０５に沿って引き出され、その端部にバンプパッド１１５が形成されている。引き出し電極１１４の形状はこれに限定されるものではなく、図４に示すように、液体回収路１０５を避けた位置に引き出し電極１１４を形成し、液体回収路１０５と重なり合わない位置にバンプパッド１１５を設けてもよい。すなわち、バンプ１１６は、素子基板１５１の厚さ方向Ｚから見たときに、液体回収路１０５と重ならない位置にあってもよい。これにより、熱膨張などに起因するバンプ１１６による負荷ないし押圧力が液体回収路１０５に加わることを防ぐことができる。なお、引き出し電極１１４及びバンプパッド１１５は液体回収路１０５側でなく、液体供給路１０３側に設けることもできる。この場合も、バンプ１１６は、素子基板１５１の厚さ方向Ｚから見たときに、液体供給路１０３と重ならない位置にあってよい。
【００２０】
図５は、吐出口１０１を二次元に配置した様子を示している。液体流入貫通孔１０４および液体流出貫通孔１０６が交互に配置され、共通液体流入路１２２と共通液体流出路１２３が吐出口列Ｌに沿って形成されている。これによって、より多くの吐出口１０１を液体吐出ヘッド１に効率的に配置することができる。引き出し電極１１４は一つの吐出口列Ｌ内では同じ方向に引き出され、隣接する吐出口列Ｌの引き出し電極１１４とは逆方向に引き出されている。また、隣接する吐出口列Ｌ間の互いに隣接する引き出し電極１１４はそれぞれ点対称の関係となっており、各吐出口１０１と引き出し電極１１４との位置関係を同じにすることができる。
【００２１】
本実施形態の液体吐出ヘッド１の製造方法を、図６から図８を用いて説明する。
図６は、圧力室形成層１３２と駆動層１３３の製造プロセスを示すフロー図である。Ｓｉ基板１０８を用意し（図６（ａ））、Ｓｉ基板１０８の第１の面１０８ａに振動板１０９となる窒化膜を、第２の面１０８ｂに酸化層１６２を成膜する（図６（ｂ））。次に、共通電極１１０、圧電素子１１１、個別電極１１２を成膜する（図６（ｃ））。続いてエッチングにより、個別電極１１２をパターニングし（図６（ｄ））、圧電素子１１１をパターニングし（図６（ｅ））、共通電極１１０をパターニングする（図６（ｆ））。その後、保護膜１１３を形成する（図６（ｇ））。次に、保護膜１１３をパターニングし（図６（ｈ））、窒化膜からなる振動板１０９をパターニングし（図６（ｉ））、液体流入貫通孔１０４および液体流出貫通孔１０６の一部を形成する。次に、引き出し配線１１４およびバンプパッド１１５を形成する（図６（ｊ））。次に、感光性樹脂層１１９をパターニングし、液体流入貫通孔１０４および液体流出貫通孔１０６の一部を形成する（図６（ｋ））。以上により、圧力室形成層１３２と駆動層１３３が形成される。なお、圧力室形成層１３２と駆動層１３３を合せてアクチュエータ基板１５３という。
【００２２】
図７は、液体供給基板１３４の製造プロセスを示すフロー図である。まず、Ｓｉからなる基板１２０を用意する（図７（ａ））。次に、Ｓｉ基板１２０に酸化膜１６０を成膜し（図７（ｂ））、電気配線１１７をパターニングし（図７（ｃ））、保護膜１１８を形成する（図７（ｄ））。次に、酸化膜１６０をパターニングし（図７（ｅ））、液体流入貫通孔１０４と液体流出貫通孔１０６を駆動層１３３の反対側から途中の深さまで深堀エッチングする（図７（ｆ））。次に、保護膜１１８をパターニングし（図７（ｇ））、保護膜１１８をレジストマスク１６１で覆う（図７（ｈ））。次に、駆動層１３３側から液体流入貫通孔１０４と液体流出貫通孔１０６を深堀エッチングして、液体流入貫通孔１０４と液体流出貫通孔１０６を貫通させ、レジストマスク１６１を除去する（図７（ｉ））。最後にバンプ１１６を配置する（図７（ｊ））。
【００２３】
図８は、液体供給基板１３４と素子基板１５１の接合プロセスおよび圧力室１０２の形成プロセスを示すフロー図である。まず、上述の製造プロセスに従って作成された液体供給基板１３４とアクチュエータ基板１５３を用意し（図８（ａ））、液体供給基板１３４とアクチュエータ基板１５３を感光性樹脂層１１９で接合するとともに、バンプ１１６で接続する（図８（ｂ））。次に、アクチュエータ基板１５３の酸化層１６２を除去し（図８（ｃ））、ＳｉＯ２マスク１２６およびレジストマスク１２７を順次形成する（図８（ｄ）、（ｅ））。その後、第１の面１０８ａの裏面である第２の面１０８ｂからエッチングし、圧力室１０２の一部を形成する（第１のエッチング工程）（図８（ｆ））。エッチングされる範囲は圧力室１０２と液体流入貫通孔１０４と液体流出貫通孔１０６とが形成される第１の領域１５４である。その後、レジスト１２７を除去し、第２の面１０８ｂからさらにエッチングし、圧力室１０２の残部と、液体供給路１０３と、液体回収路１０５とを形成する（第２のエッチング工程）（図８（ｇ））。これと同時に、液体流入貫通孔１０４及び液体流出貫通孔１０６が、素子基板１５１と感光性樹脂層１１９と液体供給基板１３４とを貫通する。素子基板１５１のエッチングされる範囲は液体流入貫通孔１０４から液体流出貫通孔１０６までの第２の領域１５５である。最後に、Ｓｉ基板１０８の第２の面１０８ｂに、吐出口１０１が形成された吐出口形成部材１３１を接合して（図８（ｈ））、本実施形態の液体吐出ヘッド１が完成する。
【００２４】
図８（ｉ）に示すように、第１のエッチング工程の深堀エッチング深さｄ１が仕切り部１２１ａ，１２１ｂの厚さに等しく、第２のエッチング工程の深堀エッチング深さｄ２が液体供給路１０３および液体回収路１０５の深さに等しい。従って、深堀エッチング深さｄ１，ｄ２を調整することで仕切り部１２１ａ，１２１ｂの厚さと液体供給路１０３および液体回収路１０５の深さを調整することができる。振動板１０９を窒化膜で形成することにより、仕切り部１２１ａ，１２１ｂと振動板１０９が一体となるため、より剛性が上がって振動板１０９の変形を抑制することができる。
【００２５】
本実施形態においては、圧力室１０２、液体供給路１０３、液体回収路１０５、液体流入貫通孔１０４、および、液体流出貫通孔１０６の形成に、深堀エッチング（Ｄｅｅｐ−ＲＩＥ）を用いており、側面がほぼ垂直な（方向Ｚに沿った）流路を形成している。異方性エッチングのように斜めな面が露出することがないため、吐出口を高密度で効率よく配置することができる。
【００２６】
第１のエッチング工程でエッチングされる範囲はレジストマスク１２７で、第２のエッチング工程でエッチングされる範囲はＳｉＯ２マスク１２６で規定される。このため、これらのマスクの位置やサイズを調整することで圧力室１０２の大きさを変えることができる。上述のように、第１のエッチング工程で圧力室１０２の一部が形成され、第２のエッチング工程で圧力室１０２の残部が形成される。図９に示すように、レジストマスク１２７を用いた第１のエッチング工程で、液体供給路１０３側の壁１２４から液体回収路１０５側の壁１２８までの圧力室１０２の長さが規定される。ＳｉＯ２マスク１２６を用いた第２のエッチング工程で、液体供給路１０３側の壁１２５から液体回収路１０５側の壁１２９までの圧力室１０２の長さが規定される。この際、レジストマスク１２７をＳｉＯ２マスク１２６よりも小さくすることで、圧力室１０２に段差が形成される。これにより、液体供給路１０３および液体回収路１０５の、液体の供給方向および回収方向Ｙの長さよりも、振動板１０９側の仕切り部１２１ａ，１２１ｂの、液体の供給方向および回収方向Ｙの長さを長くすることができる。換言すれば、上記圧力室１０２の一部の、液体の供給方向Ｙの長さより、上記圧力室１０２の残部の、供給方向Ｙの長さを短くすることができる。従って、仕切り部１２１ａ，１２１ｂの剛性がより高められ、前述した感光性樹脂層１１９の膨潤による影響を、さらに低減することが可能となる。
【００２７】
（第２の実施形態）
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの液体吐出部１５２の断面図であり、図１１は液体吐出ヘッドの分解斜視図である。本実施形態では圧力室形成層は液体供給路１０３と仕切り部１２１ａとの境界及び液体回収路１０５と仕切り部１２１ｂとの境界で、素子基板１５１の厚さ方向Ｚに、第一の圧力室形成層１３５と第二の圧力室形成層１３６とに分割されている。第一の圧力室形成層１３５には、圧力室１０２の高さ方向の一部と、液体供給路１０３と、液体回収路１０５と、吐出口１０１とが形成されている。すなわち、第一の圧力室形成層１３５は吐出口形成部材１３１と一体成形されている。第二の圧力室形成層１３６には、圧力室１０２の高さ方向の残部と、液体流入貫通孔１０４と、液体流出貫通孔１０６と、仕切り部１２１ａ，１２１ｂとが形成されている。第一の圧力室形成層１３５と第二の圧力室形成層１３６はいずれもＳｉ基板で形成されている。第１の実施形態の圧力室形成層１３２のように２段階のエッチング工程で圧力室１０２を形成する必要がないため、圧力室１０２の寸法精度を上げることができ、また工程数を減らすことができる。第一の圧力室形成層１３５は圧力室１０２等と吐出口１０１を両面エッチングで形成することができ、エッチングストップ層のある基板（例えばＳＯＩ基板）を用いることで厚さの精度を上げることが可能となる。なお、駆動層１３３と、感光性樹脂層１１９と、液体供給基板１３４は第１の実施形態と同様である。
【００２８】
（第３の実施形態）
図１２は、本発明の第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドの液体吐出部１５２の断面図であり、図１３は液体吐出ヘッドの分解斜視図である。本実施形態では、第２の実施形態の第一の圧力室形成層１３５が、吐出口形成部材１３１と、圧力室１０２の側壁が形成された圧力室側壁形成層１４０と、に分割されている。圧力室側壁形成層１４０は感光性樹脂からなり、吐出口形成部材１３１と第二の圧力室形成層１３６とを接合している。圧力室側壁形成層１４０には、圧力室１０２の一部と、液体供給路１０３と、液体回収路１０５とが形成されている。第二の圧力室形成層１３６は第２の実施形態と同様であり、圧力室１０２の高さ方向の残部と、液体流入貫通孔１０４と、液体流出貫通孔１０６と、仕切り部１２１ａ，１２１ｂとが形成されている。圧力室側壁形成層１４０を感光性樹脂で形成することにより、露光による精度のよいパターニングが可能となり、また吐出口形成部材１３１と第二の圧力室形成層１３６の接合が可能となる。吐出口形成部材１３１と第二の圧力室形成層１３６を精度よく形成しつつ、圧力室側壁形成層１４０を感光性樹脂で形成することでコストを低減することもできる。なお、吐出口形成部材１３１と、駆動層１３３と、感光性樹脂層１１９と、液体供給基板１３４は第１の実施形態と同様である。
【符号の説明】
【００２９】
１０２  圧力室
１０３  液体供給路
１０５  液体回収路
１０９  振動板
１１１  圧電素子
１１９  感光性樹脂層
１２１ａ，１２１ｂ  仕切り部
１３４  液体供給基板
１５１  素子基板
【図１】
0006452352.tif 000002
【図２】
0006452352.tif 000003
【図３】
0006452352.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006452352.tif 000006
【図６】
0006452352.tif 000007
【図７】
0006452352.tif 000008
【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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