(57)【要約】【課題】圧電素子の振動領域を規定して圧電素子の変位特性を均一化し、液体噴射特性を均一化することができる液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置を提供する。【解決手段】液体を噴射するノズル開口２１に連通する圧力発生室１２が設けられた流路形成基板１０と、該流路形成基板１０上に振動板を介して設けられた下電極６０、圧電体層７０及び上電極８０からなる圧電素子３００とを具備し、前記流路形成基板１０の前記圧電素子３００側の面には、振動規制層５０が設けられていると共に、該振動規制層５０には、前記圧力発生室１２の短手方向で圧力発生室１２よりも幅狭の開口部５１を設け、振動規制層５０の開口部５１側の端部５２を前記圧力発生室１２の内側に突出して設ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、該流路形成基板上に振動板を介して設けられた下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子とを具備し、
前記流路形成基板の前記圧電素子側の面には、振動規制層が設けられていると共に、該振動規制層には、前記圧力発生室の短手方向で当該圧力発生室よりも幅狭の開口部が設けられていると共に、当該振動規制層の前記開口部側の端部が前記圧力発生室の内側に突出して設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記振動規制層の前記開口部側の端部は、その厚さが当該開口部側に向かって漸小して設けられていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記振動規制層の前記開口部の内面が、前記流路形成基板側の面から連続した傾斜曲面となっていることを特徴とする請求項２記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記振動板が、前記振動規制層上に前記開口部を塞いで設けられていると共に、前記振動板の前記開口部により露出された前記圧力発生室側の面が、前記振動規制層の前記圧電素子側の面と面一となっていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記振動規制層が、前記開口部側の端面の断面が略円形状となるように設けられていることを特徴とする請求項２記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記振動板が、前記振動規制層上に前記開口部を塞いで設けられていると共に、前記振動板の前記開口部により露出された前記圧力発生室側の面が、前記振動規制層の厚さ方向における前記開口部内に設けられていることを特徴とする請求項５記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
前記振動規制層が、前記開口部側の端面の断面が段階的に半径が減少するように設けられていることを特徴とする請求項５又は６記載の液体噴射ヘッド。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項９】
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板の一方面側に、前記圧力発生室の短手方向よりも幅狭の開口部となる開口領域を有する振動規制層を形成する工程と、前記振動規制層上に亘って前記開口領域を覆う振動板を形成し、該振動板上に下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子を形成する工程と、前記流路形成基板の他方面側からエッチングすることにより前記圧力発生室を形成すると共に、当該圧力発生室によって、前記振動規制層を露出して、当該振動規制層の前記開口部側の端部を前記圧力発生室の内側に突出して設ける工程とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記流路形成基板がシリコン単結晶基板からなると共に、前記振動規制層を形成する工程では、前記流路形成基板を部分酸化することによって前記振動規制層を形成することを特徴とする請求項９記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記振動規制層を形成する工程では、前記流路形成基板上の前記開口部が形成される領域にマスク膜を形成し、前記流路形成基板を該マスク膜を介してエッチングすることにより凹部を形成した後、前記流路形成基板を熱酸化することにより前記振動規制層を形成し、その後、前記マスク膜を除去し、前記流路形成基板の表面と前記振動規制層の表面とを面一とすることを特徴とする請求項１０記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記振動規制層を形成する工程では、前記マスク膜を除去した後、前記振動規制層及び前記流路形成基板の表面を研磨することにより、前記流路形成基板の表面と前記振動規制層の表面とを面一とすることを特徴とする請求項１１記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１３】
前記振動規制層を形成する工程では、前記流路形成基板上の前記開口部が形成される領域にマスク膜を形成した後、前記流路形成基板を熱酸化することにより前記振動規制層を形成し、その後、前記マスク膜を除去することを特徴とする請求項１０記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１４】
前記振動規制層を形成する工程では、前記流路形成基板上の前記開口部が形成される領域に前記マスク膜を形成し、前記流路形成基板を熱酸化することにより二酸化シリコン層を形成した後、前記マスク膜をサイドエッチングすると共に、前記流路形成基板を熱酸化する工程を繰り返し行うことで、前記振動規制層を形成することを特徴とする請求項１３記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記振動規制層を形成する工程では、前記流路形成基板の全面に亘って当該振動規制層を形成した後、前記振動規制層をエッチングすることにより前記開口部を形成することを特徴とする請求項９記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１６】
前記振動規制層を形成する工程では、シリコン単結晶基板からなる前記流路形成基板の前記振動規制層となる領域にイオンを注入することにより、前記振動規制層を形成することを特徴とする請求項９記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１７】
前記イオンが、ホウ素、リン、砒素、酸素、窒素、アルミニウム、炭素からなる群から選択される少なくとも１種のイオンであることを特徴とする請求項１６記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１８】
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板の一方面側に振動板と、該振動板上に前記下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子とを形成すると共に、前記振動板が形成された前記流路形成基板に当該振動板側からイオンを注入することにより、前記圧力発生室の短手方向よりも幅狭の開口部となる開口領域を有する振動規制層を形成する工程と、前記流路形成基板の他方面側からエッチングすることにより前記圧力発生室を形成すると共に、当該圧力発生室によって、前記振動規制層及び前記開口領域を露出して、当該振動規制層の前記開口領域側の端部を前記圧力発生室の内側に突出して設ける工程とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を噴射する液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及びその製造方法並びにインクジェット式記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドであるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル開口に連通すると共に隔壁により区画された圧力発生室と、延設された隔壁により区画された圧力発生室に連通するインク供給路及びインク供給路に連通する連通路と、連通路に連通すると共に複数の圧力発生室に連通する連通部とが形成された流路形成基板と、この流路形成基板の一方面側に形成される圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側の面に接合され連通部と共にリザーバの一部を構成するリザーバ部を有するリザーバ形成基板とを具備するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなインクジェット式記録ヘッドでは、シリコン単結晶基板からなる流路形成基板の一方面側に弾性膜、絶縁体膜及び圧電素子を形成した後、流路形成基板の他方面側から異方性エッチングすることによって圧力発生室を形成している。
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００４／０９８８９４（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、流路形成基板をエッチングすることによって圧力発生室を形成すると、寸法精度のばらつきが生じてしまうという問題がある。
【０００６】
そして、圧電素子は短手方向で撓み変形するため、圧力発生室の寸法精度のばらつきによって、圧電素子の変形領域（振動領域）にばらつきが生じ、圧電素子の変位特性を均一化することができないという問題がある。特に、流路形成基板の厚さが厚い場合には、圧力発生室の寸法精度のばらつきが顕著に現れる。
【０００７】
また、圧電素子は、上電極膜の短手方向の幅によって実質的な駆動部となる圧電体能動部の短手方向の幅を規定しているが、圧電素子が撓み変形することによって圧電素子の両側の圧力発生室に相対向する領域の振動板も同時に撓み変形するため、圧電素子の変位特性は、圧力発生室の短手方向の幅の寸法精度が大きく影響される。
【０００８】
なお、このような問題はインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の他の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑み、圧電素子の振動領域を規定して圧電素子の変位特性を均一化し、液体噴射特性を均一化することができる液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、該流路形成基板上に振動板を介して設けられた下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子とを具備し、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面には、振動規制層が設けられていると共に、該振動規制層には、前記圧力発生室の短手方向で当該圧力発生室よりも幅狭の開口部が設けられていると共に、当該振動規制層の前記開口部側の端部が前記圧力発生室の内側に突出して設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、アクチュエータ装置の変位による振動板の振動が、振動規制層によって規制され、振動板の振動領域が振動規制層の開口部によって高精度に規定することができる。これにより、圧力発生室の短手方向の幅にばらつきが生じても、圧力発生室によって振動板の振動領域が規定されることがなく、圧電素子の変位特性を高精度に制御することができる。また、振動規制層は振動板の振動に伴い多少変位するため、振動板の振動規制層の開口縁部に応力集中が発生するのを防止して、振動板の破壊を防止することができる。
【００１１】
ここで、前記振動規制層の前記開口部側の端部は、その厚さが当該開口部側に向かって漸小して設けられていることが好ましい。これによれば、振動規制層の圧力発生室内に突出した端部の剛性が先端に行くほど低くなり、振動板の応力集中をさらに確実に防止することができる。
【００１２】
また、前記振動規制層の前記開口部の内面が、前記流路形成基板側の面から連続した傾斜曲面となっていることが好ましい。これによれば、振動規制層の開口部側の端部を漸小させることができる。
【００１３】
また、前記振動板が、前記振動規制層上に前記開口部を塞いで設けられていると共に、前記振動板の前記開口部により露出された前記圧力発生室側の面が、前記振動規制層の前記圧電素子側の面と面一となっていることが好ましい。これによれば、振動規制層上に設けられた振動板の開口部により露出された領域に屈曲された領域が存在しないため、屈曲された領域に応力集中が発生するのを防止して、振動板の破壊をさらに確実に防止することができる。
【００１４】
また、前記振動規制層が、前記開口部側の端面の断面が略円形状となるように設けられていることが好ましい。これによれば、振動規制層の開口部側の端部を漸小させることができる。
【００１５】
また、前記振動板が、前記振動規制層上に前記開口部を塞いで設けられていると共に、前記振動板の前記開口部により露出された前記圧力発生室側の面が、前記振動規制層の厚さ方向における前記開口部内に設けられていることが好ましい。これによれば、振動規制層の開口部側の端部に屈曲された屈曲部だけではなく、開口部の内面に沿って湾曲した湾曲部を形成することができるため、振動板の応力集中を分散させて、振動板の破壊を防止することができる。
【００１６】
また、前記振動規制層が、前記開口部側の端面の断面が段階的に半径が減少するように設けられていることが好ましい。これによれば、振動板の開口部の内面に沿って、屈曲された領域を複数設けることができるため、振動板の応力集中を分散させて、振動板の破壊を防止することができる。
【００１７】
さらに本発明は、上記態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。これによれば、圧電素子の変位特性を均一化して高精度及び高品質な印刷を行うことができる液体噴射ヘッドを実現できる。
【００１８】
また、本発明の他の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板の一方面側に、前記圧力発生室の短手方向よりも幅狭の開口部となる開口領域を有する振動規制層を形成する工程と、前記振動規制層上に亘って前記開口領域を覆う振動板を形成し、該振動板上に下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子を形成する工程と、前記流路形成基板の他方面側からエッチングすることにより前記圧力発生室を形成すると共に、当該圧力発生室によって、前記振動規制層を露出して、当該振動規制層の前記開口部側の端部を前記圧力発生室の内側に突出して設ける工程とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる態様では、開口部を有する振動規制層を形成してから、圧電素子を形成すると共に圧力発生室をウェットエッチングにより形成するようにしたため、圧力発生室の短手方向のばらつきによって振動領域が影響されることなく、振動規制層の開口部によって振動板の振動領域を規定することができる。また、振動規制層の開口部を高精度に形成することができるため、振動板の振動領域の規定を高精度に制御することができる。
【００１９】
ここで、前記流路形成基板がシリコン単結晶基板からなると共に、前記振動規制層を形成する工程では、前記流路形成基板を部分酸化することによって前記振動規制層を形成することが好ましい。これによれば、振動規制層の開口部を高精度に形成することができるため、振動板の振動領域の規定を高精度に制御することができる。
【００２０】
また、前記振動規制層を形成する工程では、前記流路形成基板上の前記開口部が形成される領域にマスク膜を形成し、前記流路形成基板を該マスク膜を介してエッチングすることにより凹部を形成した後、前記流路形成基板を熱酸化することにより前記振動規制層を形成し、その後、前記マスク膜を除去し、前記流路形成基板の表面と前記振動規制層の表面とを面一とすることが好ましい。これによれば、振動規制層の開口部を高精度に形成することができるため、振動板の振動領域の規定を高精度に制御することができると共に、流路形成基板の表面と振動規制層の表面とを面一とすることができる。
【００２１】
また、前記振動規制層を形成する工程では、前記マスク膜を除去した後、前記振動規制層及び前記流路形成基板の表面を研磨することにより、前記流路形成基板の表面と前記振動規制層の表面とを面一とすることが好ましい。これによれば、流路形成基板の表面と振動規制層の表面とを確実に面一とすることができる。
【００２２】
また、前記振動規制層を形成する工程では、前記流路形成基板上の前記開口部が形成される領域にマスク膜を形成した後、前記流路形成基板を熱酸化することにより前記振動規制層を形成し、その後、前記マスク膜を除去することが好ましい。これによれば、振動規制層の開口部を高精度に形成することができるため、振動板の振動領域の規定を高精度に制御することができると共に、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。
【００２３】
また、前記振動規制層を形成する工程では、前記流路形成基板上の前記開口部が形成される領域に前記マスク膜を形成し、前記流路形成基板を熱酸化することにより二酸化シリコン層を形成した後、前記マスク膜をサイドエッチングすると共に、前記流路形成基板を熱酸化する工程を繰り返し行うことで、前記振動規制層を形成することが好ましい。これによれば、振動規制層の開口部側の端面の断面が、段階的に半径が減少するように設けることができる。
【００２４】
また、前記振動規制層を形成する工程では、前記流路形成基板の全面に亘って当該振動規制層を形成した後、前記振動規制層をエッチングすることにより前記開口部を形成することが好ましい。これによれば、振動規制層の材料が制限されることがなく、所望の材料で振動規制層を形成することができる。
【００２５】
また、前記振動規制層を形成する工程では、シリコン単結晶基板からなる前記流路形成基板の前記振動規制層となる領域にイオンを注入することにより、前記振動規制層を形成することが好ましい。これによれば、シリコン単結晶基板にイオンを注入することによって、振動規制層を形成することができ、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。
【００２６】
また、前記イオンが、ホウ素、リン、砒素、酸素、窒素、アルミニウム、炭素からなる群から選択される少なくとも１種のイオンであることが好ましい。これによれば、流路形成基板を異方性エッチングする際に、振動規制層がエッチングされるのを防止して、振動規制層によって振動領域を確実に規定することができる。
【００２７】
さらに、本発明の他の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板の一方面側に振動板と、該振動板上に前記下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子とを形成すると共に、前記振動板が形成された前記流路形成基板に当該振動板側からイオンを注入することにより、前記圧力発生室の短手方向よりも幅狭の開口部となる開口領域を有する振動規制層を形成する工程と、前記流路形成基板の他方面側からエッチングすることにより前記圧力発生室を形成すると共に、当該圧力発生室によって、前記振動規制層及び前記開口領域を露出して、当該振動規制層の前記開口領域側の端部を前記圧力発生室の内側に突出して設ける工程とを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる態様では、振動板を形成した後に振動規制層を形成することができ、振動規制層を形成する位置決めを圧電素子を指標として容易に行うことができると共に、振動規制層を形成するタイミングに規定がなくなり、製造工程を簡略化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図であり、図２は、流路形成基板の平面図及びそのＡ−Ａ′断面図であり、図３は、図２（ｂ）のＢ−Ｂ′断面図である。
【００２９】
図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では板厚方向の結晶面方位が（１１０）面のシリコン単結晶基板からなる。
【００３０】
流路形成基板１０には、他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２がその幅方向（短手方向）に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向一端部側には、インク供給路１４と連通路１５とが隔壁１１によって区画されている。また、連通路１５の一端には、各圧力発生室１２の共通のインク室（液体室）となるリザーバ１００の一部を構成する連通部１３が形成されている。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５からなる液体流路が設けられている。
【００３１】
インク供給路１４は、圧力発生室１２の長手方向一端部側に連通し且つ圧力発生室１２より小さい断面積を有する。例えば、本実施形態では、インク供給路１４は、リザーバ１００と各圧力発生室１２との間の圧力発生室１２側の流路を幅方向に絞ることで、圧力発生室１２の幅より小さい幅で形成されている。なお、このように、本実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路１４を形成したが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。さらに、各連通路１５は、インク供給路１４の圧力発生室１２とは反対側に連通し、インク供給路１４の幅方向（短手方向）より大きい断面積を有する。本実施形態では、連通路１５を圧力発生室１２と同じ断面積で形成した。
【００３２】
すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２と、圧力発生室１２の短手方向の断面積より小さい断面積を有するインク供給路１４と、このインク供給路１４に連通すると共にインク供給路１４の短手方向の断面積よりも大きい断面積を有する連通路１５とが複数の隔壁１１により区画されて設けられている。
【００３３】
また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０-6／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。
【００３４】
一方、流路形成基板１０の開口面とは反対側には、振動規制層５０が形成されている。振動規制層５０は、図３（ａ）に示すように、流路形成基板１０の一方の全面に亘って形成されており、圧力発生室１２に相対向する領域に開口部５１を有する。開口部５１は、圧力発生室１２の短手方向の幅よりも幅狭の開口で設けられ、振動規制層５０の開口部５１側の端部５２は、圧力発生室１２の内側に突出して設けられている。
【００３５】
また、振動規制層５０の開口部５１側の端部５２は、その厚さが開口部５１側に向かって徐々に漸小して設けられている。本実施形態では、振動規制層５０の開口部５１側の内面（端部５２の端面）が、流路形成基板側の面から連続した傾斜曲面となっている。ここで傾斜曲面とは、表面に角が存在せずに曲面状に傾斜していることを言う。
【００３６】
このような振動規制層５０の材料としては、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2）等の酸化物や窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）等の窒化物などが挙げられる。本実施形態では、振動規制層５０として、二酸化シリコン（ＳｉＯ2）を用いるようにした。
【００３７】
このような振動規制層５０の厚さとしては、振動板として機能しない厚さが好ましく、２μｍ以上の厚さが好適である。すなわち、振動規制層５０の厚さが薄すぎると、詳しくは後述する圧電素子３００の変位により変位してしまい、振動規制層５０も振動板の一部として機能してしまうからである。
【００３８】
また、振動規制層５０の厚さは、厚すぎると製造コストが増大してしまうため、５μｍ以下の厚さが好適である。すなわち、振動規制層５０は、流路形成基板１０の熱酸化、熱窒化、スパッタリング法、ＣＶＤ法又はＰＶＤ法などによって形成することができるが、振動規制層５０を厚く形成するにはコストが増大してしまうため好ましくない。これらのことから、振動規制層５０は、２μｍ〜５μｍの厚さで形成するのが好ましい。
【００３９】
さらに、振動規制層５０上には、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）等からなり厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成されている。絶縁体膜５５は、流路形成基板１０の全面に亘って振動規制層５０の開口部５１を塞ぐように設けられている。本実施形態では、絶縁体膜５５の圧力発生室１２側の面は、振動規制層５０の流路形成基板１０とは反対側の面と面一となるように設けられている。
【００４０】
また、この絶縁体膜５５上には、厚さが約０．１〜０．５μｍの下電極膜６０と、圧電体膜の一例であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなり厚さが例えば、約１．１μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部３２０という。本実施形態では、下電極膜６０を圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせてアクチュエータ装置と称する。なお、上述した例では、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が振動板として作用するが、絶縁体膜５５を設けずに、下電極膜６０のみを残して下電極膜６０を振動板としてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。
【００４１】
このようなアクチュエータ装置は、図３（ｂ）に示すように、圧電素子３００の変位による振動板（絶縁体膜５５及び下電極膜６０）の振動が、振動規制層５０によって規制されており、振動板の振動領域は振動規制層５０の開口部５１によって規定されている。すなわち、振動規制層５０は、振動板として機能せず、圧電素子３００の変位により振動する振動板（絶縁体膜５５及び下電極膜６０）は、振動規制層５０の開口部５１に相対向する領域のみが振動するようになっている。
【００４２】
このように、振動規制層５０の開口部５１によって、振動板の振動領域を規定することで、振動板の振動領域を高精度に規定することができる。すなわち、圧力発生室１２の短手方向の幅にばらつきが生じても、圧力発生室１２によって振動板の振動領域が規定されることがないため、圧電素子３００及び振動板の変位特性を高精度に制御することができ、圧電素子３００及び振動板の変位特性を均一化することができる。したがって、インク吐出特性（液体噴射特性）を均一化して高精度及び高品質な印刷を行うことができる。
【００４３】
また、振動規制層５０は、圧電素子３００の変位により完全に振動しないわけではなく、振動規制層５０の圧力発生室１２内に突出した端部５２は、圧電素子３００の変位により多少振動するため、振動板が振動した際に、振動規制層５０の開口部５１の縁部に応力集中が発生するのを防止することができる。すなわち、振動規制層５０の圧力発生室１２内に突出した端部５２は、振動板の応力集中を緩和する緩衝機能を有する。したがって、振動板の開口部５１の縁部への応力集中を防止して、振動板の破壊を防止することができ、繰り返し駆動による耐久性を向上して信頼性を向上することができる。特に、本実施形態では、振動規制層５０の開口部５１側の端部５２をその厚さが徐々に漸小するようにしたため、端部５２は先端ほど変形し易くなっている。このため、振動板の応力集中を確実に緩衝することができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、振動板の最下層である絶縁体膜５５の圧力発生室１２側に露出された面が、振動規制層５０の流路形成基板１０とは反対側の面と面一で設けられているため、絶縁体膜５５の流路形成基板１０側の面は屈曲されていない平坦面で形成されている。このような構成によっても、振動板の応力集中を防止して振動板の破壊を確実に防止することができる。ちなみに、絶縁体膜５５の流路形成基板１０側の面に屈曲された領域が存在すると、そこに応力集中が発生して、破壊されてしまう可能性が高くなる。
【００４５】
また、圧電素子３００の個別電極である各上電極膜８０には、インク供給路１４側の端部近傍から引き出された引き出し配線として、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が設けられている。そして、このリード電極９０は、詳しくは後述する貫通孔３３で駆動回路１２０と接続配線１２１を介して電気的に接続されている。
【００４６】
さらに、圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、連通部１３に対向する領域にリザーバ部３１が設けられた保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。このリザーバ部３１は、上述したように、流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通の液体室となるリザーバ１００を構成している。また、流路形成基板１０の連通部１３を圧力発生室１２毎に複数に分割して、リザーバ部３１のみをリザーバとしてもよい。さらに、例えば、流路形成基板１０に圧力発生室１２のみを設け、流路形成基板１０と保護基板３０との間に介在する部材（例えば、振動規制層５０、絶縁体膜５５等）にリザーバと各圧力発生室１２とを連通するインク供給路１４を設けるようにしてもよい。
【００４７】
また、保護基板３０には、圧電素子３００に対向する領域に、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３２が設けられている。なお、圧電素子保持部３２は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。
【００４８】
さらに、保護基板３０の圧電素子保持部３２とリザーバ部３１との間の領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられ、この貫通孔３３内に下電極膜６０の一部及びリード電極９０の先端部が露出されている。
【００４９】
また、保護基板３０上には、圧電素子３００を駆動するための駆動回路１２０が実装されている。この駆動回路１２０としては、例えば、回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）等を用いることができる。そして、駆動回路１２０とリード電極９０とはボンディングワイヤ等の導電性ワイヤからなる接続配線１２１を介して電気的に接続されている。
【００５０】
保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料の面方位（１１０）のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００５１】
また、保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
【００５２】
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路１２０からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、絶縁体膜５５、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００５３】
ここで、インクジェット式記録ヘッドの製造方法について、図４〜図９を参照して説明する。なお、図４〜図９は、圧力発生室の短手方向の断面図である。まず、図４（ａ）に示すように、流路形成基板１０が複数個一体的に形成されるシリコンウェハからなる流路形成基板用ウェハ１１０の一方面の振動規制層５０の開口部５１が形成される領域に、例えば、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）からなるマスク膜５３を形成する。本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１１０の全面に亘って窒化シリコンを形成後、所定形状にパターニングすることで、マスク膜５３を形成するようにした。なお、マスク膜５３の形成方法は、特にこれに限定されず、例えば、流路形成基板用ウェハ１１０の所望の領域に開口するレジストを設け、このレジストの開口により露出された領域にマスク膜５３を選択的に形成するようにしてもよい。また、窒化シリコンからなるマスク膜５３は、流路形成基板用ウェハ１１０を熱窒化することにより形成するようにしてもよい。なお、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１１０として、膜厚が約６２５μｍと比較的厚く剛性の高いシリコンウェハを用いている。
【００５４】
次に、図４（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０をマスク膜５３を介してエッチングすることにより凹部１６を形成する。流路形成基板用ウェハ１１０のエッチングでは、ＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた等方性エッチング（ウェットエッチング）を用いてもよく、また、イオンミリングや反応性ドライエッチング等のドライエッチングを用いてもよい。
【００５５】
次に、図４（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に二酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる振動規制層５０を形成する。このとき、流路形成基板用ウェハ１１０の表面の一部はマスク膜５３によって覆われているため、振動規制層５０は、マスク膜５３で覆われていない領域に形成される。
【００５６】
また、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１１０をマスク膜５３を介してエッチングすることにより凹部１６を形成してから振動規制層５０を形成するようにしたため、振動規制層５０の表面は、流路形成基板用ウェハ１１０のエッチングされていない面（凹部１６以外の面）と面一で形成される。なお、振動規制層５０の表面が、流路形成基板用ウェハ１１０のエッチングされていない面と面一で形成されなかった場合には、マスク膜５３を除去した後、流路形成基板用ウェハ１１０及び振動規制層５０の表面を、例えば、ＣＭＰ研磨装置等により研磨することで、面一とすればよい。
【００５７】
その後、図５（ａ）に示すように、マスク膜５３を除去する。これにより、流路形成基板用ウェハ１１０の所定の領域に振動規制層５０を形成する。すなわち、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１１０をＬＯＣＯＳ（Local Oxidation of Silicon）からなる部分酸化することによって、振動規制層５０を形成した。
【００５８】
このようにして形成された振動規制層５０は、流路形成基板用ウェハ１１０のマスク膜５３が形成された領域以外に形成され、マスク膜５３が形成された領域は、開口部５１となる開口領域となる。そして、振動規制層５０の開口部５１側の端面は、流路形成基板用ウェハ１１０側の面から連続した傾斜曲面で形成される。すなわち、振動規制層５０の開口部５１側の端部５２は、その厚さが開口部５１側に向かって徐々に漸小して設けられる。
【００５９】
次いで、マスク膜５３を除去した後、図５（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０上及び振動規制層５０上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成する。具体的には、振動規制層５０及び開口部５１により露出された流路形成基板用ウェハ１１０上に、例えば、スパッタ法等によりジルコニウム（Ｚｒ）層を形成後、このジルコニウム層を、例えば、５００〜１２００℃の拡散炉で熱酸化することにより酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）からなる絶縁体膜５５を形成する。
【００６０】
本実施形態では、振動規制層５０の表面と、流路形成基板用ウェハ１１０のエッチングされていない面とが面一となるように形成されているため、このような流路形成基板用ウェハ１１０上及び振動規制層５０上に形成された絶縁体膜５５は、流路形成基板用ウェハ１１０側の面が屈曲されていない平坦面で形成される。
【００６１】
次いで、図５（ｂ）に示すように、例えば、白金とイリジウムとを絶縁体膜５５上に積層することにより下電極膜６０を形成した後、この下電極膜６０を所定形状にパターニングする。なお、下電極膜６０は、白金（Ｐｔ）とイリジウム（Ｉｒ）とを積層したものに限定されず、これらを合金化させたものを用いるようにしてもよい。また、下電極膜６０として、白金（Ｐｔ）とイリジウム（Ｉｒ）の何れか一方の単層として用いるようにしてもよく、さらに、これらの材料以外の金属又は金属酸化物等を用いるようにしてもよい。
【００６２】
次に、図５（ｃ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層７０と、例えば、イリジウムからなる上電極膜８０とを流路形成基板用ウェハ１１０の全面に形成した後、図６（ａ）に示すように、各圧力発生室１２に対向する領域にパターニングして圧電素子３００を形成する。圧電素子３００を構成する圧電体層７０の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電性材料や、これにニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等が用いられる。また、圧電体層７０の形成方法は、本実施形態では、金属有機物を溶媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層７０を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層７０を形成した。なお、圧電体層７０の形成方法は、特に限定されず、例えば、ＭＯＤ法やスパッタリング法等を用いるようにしてもよい。
【００６３】
次に、図６（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の全面に亘って金（Ａｕ）からなるリード電極９０を形成後、各圧電素子３００毎にパターニングする。
【００６４】
次に、図７（ａ）に示すように、保護基板用ウェハ１３０を、流路形成基板用ウェハ１１０上に接着剤３５を介して接着する。ここで、この保護基板用ウェハ１３０は、保護基板３０が複数一体的に形成されたものであり、保護基板用ウェハ１３０には、リザーバ部３１及び圧電素子保持部３２が予め形成されている。なお、この保護基板用ウェハ１３０は、例えば、４００μｍ程度の厚さを有するため、保護基板用ウェハ１３０を接合することによって流路形成基板用ウェハ１１０の剛性は著しく向上することになる。
【００６５】
次いで、図７（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０を所定の厚みに薄くする。
【００６６】
次いで、図８（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０上にエッチング用マスク膜５４を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、図８（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０をエッチング用マスク膜５４を介してＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング（ウェットエッチング）することにより、圧電素子３００に対応する圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５等を形成する。
【００６７】
このとき、圧力発生室１２は、その短手方向の幅が、振動規制層５０の開口部５１よりも幅広になるように形成する。これにより、振動規制層５０の開口部５１は圧力発生室１２の短手方向の幅よりも幅狭となり、且つ振動規制層５０の開口部５１側の端部５２は、圧力発生室１２の内側に突出して設けられる。
【００６８】
このように形成された振動規制層５０は、圧電素子３００の変位による振動板（絶縁体膜５５及び下電極膜６０）の振動を規制し、振動板の振動領域を開口部５１によって規定する。すなわち、振動規制層５０は、振動板として機能せず、圧電素子３００の変位により振動する振動板（絶縁体膜５５及び下電極膜６０）を、振動規制層５０の開口部５１に相対向する領域のみが振動するようにしている。
【００６９】
その後は、流路形成基板用ウェハ１１０表面のエッチング用マスク膜５４を除去し、流路形成基板用ウェハ１１０及び保護基板用ウェハ１３０の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、流路形成基板用ウェハ１１０の保護基板用ウェハ１３０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板用ウェハ１３０にコンプライアンス基板４０を接合し、流路形成基板用ウェハ１１０等を図１に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０等に分割することによって、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドとする。
【００７０】
以上説明したように、流路形成基板用ウェハ１１０を部分酸化して、振動規制層５０に開口部５１を形成することによって、高精度な寸法精度で開口部５１を形成することができるため、流路形成基板用ウェハ１１０に圧力発生室１２を形成した際に、寸法精度にばらつきが生じたとしても、圧力発生室１２の寸法精度のばらつきが振動板の振動領域に影響を与えることがなく、圧電素子３００及び振動板の変位特性を高精度に制御することができ、圧電素子３００及び振動板の変位特性を均一化することができる。したがって、インク吐出特性（液体噴射特性）を均一化して高精度及び高品質な印刷を行うインクジェット式記録ヘッドを製造することができる。
【００７１】
（実施形態２）
図９は、本発明の実施形態２に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの圧力発生室の並設方向の要部断面図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００７２】
本実施形態の流路形成基板１０上に設けられた振動規制層５０Ａには、圧力発生室１２の短手方向の幅よりも幅狭の開口部５１Ａが設けられており、振動規制層５０Ａの開口部５１Ａ側の端部５２Ａは、圧力発生室１２の内側に突出して設けられている。
【００７３】
また、振動規制層５０Ａの開口部５１Ａ側の端部５２Ａは、その厚さが開口部５１Ａ側に向かって徐々に漸小して設けられている。本実施形態では、振動規制層５０Ａの開口部５１Ａ側の端面（端部５２Ａの端面）の断面が、略円形状となるように設けられている。具体的には、本実施形態では、振動規制層５０Ａの開口部５１Ａ側の端部５２Ａは、断面が略円形状の大径部５２ａと、この大径部５２ａの厚さ方向の中央に設けられて開口部５１Ａの内側に突出する大径部５２ａよりも小径の断面が略円形状を有する小径部５２ｂとで構成されることで、端部５２Ａは、開口部５１Ａ側に向かって段階的に半径が減少するように設けられている。
【００７４】
また、振動規制層５０Ａ上には、絶縁体膜５５が設けられている。絶縁体膜５５の流路形成基板１０側の開口部５１Ａによって露出された面は、振動規制層５０Ａの厚さ方向における開口部５１Ａ内に設けられている。すなわち、絶縁体膜５５の流路形成基板１０側の面は、振動規制層５０Ａ上に平坦で設けられた領域から大径部５２ａの表面に沿って湾曲した領域を経て、大径部５２ａと小径部５２ｂとの境界で屈曲し、さらに小径部５２ｂの表面に沿って湾曲した領域を経て、小径部５２ｂ上で屈曲して開口部５１Ａ内の平坦に設けられた領域まで連続して設けられている。これにより、絶縁体膜５５の流路形成基板１０側の面は、２回湾曲及び２回屈曲して設けられている。
【００７５】
このように、振動規制層５０Ａの開口部５１Ａを設けることによって、振動板の振動領域を規定した際に、絶縁体膜５５の開口部５１Ａによって露出された面が、振動規制層５０Ａの厚さ内に位置する構成では、絶縁体膜５５の流路形成基板１０側の面を開口部５１Ａに沿って複数回屈曲及び湾曲（本実施形態では、２回屈曲及び２回湾曲）して設けることで、振動板の開口部５１Ａの開口縁部での応力集中を分散させることができる。すなわち、絶縁体膜５５の流路形成基板１０側の面が開口部に沿って１回湾曲及び１回屈曲した場合に比べて、本実施形態のように、絶縁体膜５５の流路形成基板１０側の面が開口部５１Ａに沿って２回湾曲及び２回屈曲した方が、より応力集中を分散させることができる。
【００７６】
ここで、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドの製造方法について説明する。なお、図１０〜図１１は、実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。また、上述した実施形態１と同一の製造工程については、説明を省略する。
【００７７】
図１０（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の一方面の振動規制層５０の開口部５１が形成される領域に、例えば、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）からなるマスク膜５３を形成する。
【００７８】
次に、図１０（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に振動規制層５０Ａとなる二酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる二酸化シリコン層１５０を形成する。このとき、流路形成基板用ウェハ１１０の表面の一部はマスク膜５３により覆われているため、二酸化シリコン層１５０は、マスク膜５３以外の領域に形成される。このようにして形成された二酸化シリコン層１５０は、マスク膜５３側の端面の断面が円形状に形成され、この端部が大径部５２ａとなる。
【００７９】
次に、図１０（ｃ）に示すように、マスク膜５３の厚さ方向の一部をエッチングして、マスク膜５３Ａを形成する。マスク膜５３のエッチングでは、サイドエッチングが発生し、マスク膜５３Ａと二酸化シリコン層１５０との間には隙間が形成される。なお、マスク膜５３のエッチングは、ドライエッチングやウェットエッチングで行うことができる。
【００８０】
次に、図１１（ａ）に示すように、再度、流路形成基板用ウェハ１１０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化することにより、振動規制層５０Ａを形成する。このとき、流路形成基板用ウェハ１１０の表面の一部は、マスク膜５３Ａにより覆われているため、振動規制層５０Ａは、マスク膜５３Ａ以外の領域、すなわち、マスク膜５３Ａと二酸化シリコン層１５０との間に形成される。このようにして形成された振動規制層５０Ａは、マスク膜５３Ａ側の端面の断面が円形状に形成され、この端部が小径部５２ｂとなる。
【００８１】
すなわち、本実施形態では、振動規制層５０Ａを形成する際に、マスク膜５３、５３Ａで流路形成基板用ウェハ１１０を覆う領域を変更することにより、振動規制層５０Ａの開口部５１Ａとなる開口領域を形成すると共に、開口部５１Ａ側に大径部５２ａと小径部５２ｂとからなる端部５２Ａを形成することができる。
【００８２】
次に、図１１（ｂ）に示すように、マスク膜５３Ａを除去し、流路形成基板用ウェハ１１０上及び振動規制層５０Ａ上に亘って絶縁体膜５５を形成する。
【００８３】
その後は、圧電素子３００、リード電極９０の形成、保護基板用ウェハ１３０（保護基板３０）の接合、圧力発生室１２等を上述した実施形態１と同様に形成する。
【００８４】
なお、本実施形態では、振動規制層５０Ａの開口部５１Ａ側の端部５２Ａとして、大径部５２ａと、小径部５２ｂとを形成することで、この端部５２Ａが開口部５１Ａ側に向かって厚さが徐々に漸小するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、大径部５２ａのみを設けるようにしてもよく、また、端部を３段階以上、段階的に半径が減少するように設けるようにしてもよい。
【００８５】
（実施形態３）
図１２は、本発明の実施形態３に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００８６】
図１２に示すように、流路形成基板１０上に設けられた振動規制層５０Ｂには、圧力発生室１２の短手方向の幅よりも幅狭の開口部５１Ｂが設けられており、振動規制層５０Ｂの開口部５１Ｂ側の端部は、圧力発生室１２の内側に突出して設けられている。
【００８７】
また、振動規制層５０Ｂの開口部５１Ｂ側の端部５２Ｂは、その厚さが開口部５１Ｂ側に向かって徐々に漸小して設けられている。本実施形態では、振動規制層５０Ｂの開口部５１Ｂの内面（端部５２Ｂの端面）は、流路形成基板１０側に向かって開口面積が漸小する方向に傾斜した傾斜面となっている。
【００８８】
また、振動規制層５０Ｂ上には、絶縁体膜５５が設けられている。絶縁体膜５５の流路形成基板１０側の開口部５１Ｂによって露出された面は、振動規制層５０Ｂの流路形成基板１０側の面と面一となるように設けられている。
【００８９】
このような構成としても、振動規制層５０Ｂの開口部５１Ｂによって、振動板の振動領域を規定することで、振動板の振動領域を高精度に規定することができる。したがって、圧電素子３００及び振動板の変位特性を高精度に制御することができ、圧電素子３００及び振動板の変位特性を均一化することができる。
【００９０】
また、振動規制層５０Ｂの端部５２Ｂが振動板の振動に伴い振動するため、振動板の開口部５１Ｂの開口縁部への応力集中を分散させて、応力集中による破壊が発生するのを防止することができる。
【００９１】
なお、このような振動規制層５０Ｂは、特に図示しないが、流路形成基板用ウェハ１１０の全面に亘って振動規制層５０Ｂをスパッタリング法やＣＶＤ法等によって形成した後、振動規制層５０Ｂを反応性ドライエッチング等のエッチングを行うことにより、開口部５１Ｂ及び端部５２Ｂを形成することができる。そして、流路形成基板用ウェハ１１０及び振動規制層５０Ｂ上に亘って絶縁体膜５５を形成することで、上述した構成のインクジェット式記録ヘッドを形成することができる。
【００９２】
このような構成によれば、振動規制層５０Ｂを形成後、振動規制層５０Ｂをエッチングすることにより開口部５１Ｂ及び端部５２Ｂを形成することができるため、振動規制層５０Ｂの材料が、流路形成基板１０の材料によって制限されることがなく、振動規制層５０Ｂとして所望の材料を用いることができる。すなわち、振動規制層５０Ｂとしては、流路形成基板１０（流路形成基板用ウェハ１１０）に圧力発生室１２を形成する際のエッチングを停止するエッチングストップ層としての機能を有し、且つインクによって侵食されない材料であれば特に限定されず、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミ、酸化タンタル等が挙げられる。
【００９３】
（実施形態４）
図１３は、本発明の実施形態４に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。また、上述した実施形態と同様の製造工程については重複する説明は省略する。
【００９４】
図１３（ａ）〜図１３（ｂ）に示すように、流路形成基板１０となる流路形成基板用ウェハ１１０に開口部５１Ｃとなる開口領域を有する振動規制層５０Ｃを形成する。本実施形態では、図１３（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の一方面の振動規制層５０Ｃの開口部５１Ｃが形成される領域にマスク膜５３Ｂを形成した後、図１３（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の一方面側からマスク膜５３Ｂを介してイオンを注入することにより開口部５１Ｃとなる開口領域を有する振動規制層５０Ｃを形成する。
【００９５】
ここで、流路形成基板用ウェハ１１０に注入するイオンは、ホウ素（Ｂ）、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）からなる群から選択される少なくとも１種のイオンであることが好ましい。すなわち、振動規制層５０Ｃは、シリコン（Ｓｉ）に各種イオンがドープされた材料からなるのが好ましい。振動規制層５０Ｃをこのような材料で形成することで、流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチングして圧力発生室１２、連通部１３等を形成した際に、振動規制層５０Ｃがエッチングされるのを確実に防止することができる。なお、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１１０に酸素（Ｏ）及び窒素（Ｎ）のイオンを、加速電圧２００ＫｅＶ〜１ＭｅＶ、ドーズ量１×１０17〜１×１０20／ｃｍ2で注入して振動規制層５０Ｃを形成した。
【００９６】
また、本実施形態では、マスク膜５３Ｂの端部を、厚さが徐々に漸小するテーパ形状で形成したため、流路形成基板用ウェハ１１０には、イオンがマスク膜５３Ｂの端部で深さ方向に徐々に漸小して注入される。このため振動規制層５０Ｃの開口部５１Ｃ側の端部５２Ｃは、その厚さが開口部５１Ｃ側に向かって徐々に漸小し、且つ振動規制層５０Ｃの開口部５１Ｃ側の内面（端部５２Ｃの端面）が、流路形成基板用ウェハ１１０の表面から屈曲したテーパ面で形成される。
【００９７】
その後は、マスク膜５３Ｂを除去した後、上述した実施形態１と同様に絶縁体膜５５、圧電素子３００及びリード電極９０を形成後、流路形成基板用ウェハ１１０に保護基板用ウェハ１３０を接合し、流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチング（ウェットエッチング）することにより圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４、連通路１５等を形成することにより図１３（ｃ）に示すようなインクジェット式記録ヘッドを形成する。
【００９８】
以上説明したように、流路形成基板用ウェハ１１０にイオン注入することで振動規制層５０Ｃを形成することで、振動規制層５０Ｃ上に形成された絶縁体膜５５の振動規制層５０Ｃ側の面を平面状に面一とすることができる。これにより、圧電素子３００を駆動した際に振動板に応力が集中する屈曲領域をなくして、振動板の破壊を確実に防止することができる。
【００９９】
（実施形態５）
図１４及び図１５は、本発明の実施形態５に係るインクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０１００】
まず、図１４（ａ）に示すように、流路形成基板１０となる流路形成基板用ウェハ１１０を熱酸化し、その表面に弾性膜１５１を構成する二酸化シリコン膜１５２を形成する。
【０１０１】
次に、図１４（ｂ）に示すように、弾性膜１５１（二酸化シリコン膜１５２）上に、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）からなる絶縁体膜５５を形成する。
【０１０２】
次に、図１４（ｃ）に示すように、例えば、白金とイリジウムとを流路形成基板用ウェハ１１０上に積層することにより下電極膜６０を形成した後、この下電極膜６０を所定形状にパターニングする。
【０１０３】
次に、図１４（ｄ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層７０と、例えば、イリジウムからなる上電極膜８０とを流路形成基板用ウェハ１１０の全面に形成し、これら圧電体層７０及び上電極膜８０を、各圧力発生室１２に対向する領域にパターニングして圧電素子３００を形成する。
【０１０４】
次に、図１５（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０に開口部５１Ｃとなる開口領域を有する振動規制層５０Ｃを形成する。本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１１０の一方面の振動規制層５０Ｃの開口部５１Ｃが形成される領域にマスク膜５３Ｃを形成し、流路形成基板用ウェハ１１０の一方面側からマスク膜５３Ｃを介してイオンを注入することにより開口部５１Ｃとなる開口領域を有する振動規制層５０Ｃを形成する。
【０１０５】
ここで、流路形成基板用ウェハ１１０に注入するイオンは、ホウ素（Ｂ）、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）からなる群から選択される少なくとも１種のイオンであることが好ましい。すなわち、振動規制層５０Ｃは、シリコン（Ｓｉ）に各種イオンがドープされた材料からなるのが好ましい。振動規制層５０Ｃをこのような材料で形成することで、流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチングして圧力発生室１２、連通部１３等を形成した際に、振動規制層５０Ｃがエッチングされるのを確実に防止することができる。なお、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１１０に酸素（Ｏ）及び窒素（Ｎ）のイオンを、加速電圧２００ＫｅＶ〜１ＭｅＶ、ドーズ量１×１０17〜１×１０20／ｃｍ2で注入して振動規制層５０Ｃを形成した。
【０１０６】
なお、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１１０にイオン注入する際に、流路形成基板用ウェハ１１０の表面には弾性膜１５１、絶縁体膜５５及び下電極膜６０からなる振動板が形成されているが、イオンは振動板を通過して流路形成基板用ウェハ１１０に注入されるため、振動規制層５０Ｃを形成することができる。また、振動板にイオンが注入されても振動特性に影響を与えることがない。
【０１０７】
そして、このように形成された振動規制層５０Ｃは、上述した実施形態４と同様の形状となる。すなわち、本実施形態では、マスク膜５３Ｃの端部を、厚さが徐々に漸小するテーパ形状で形成したため、流路形成基板用ウェハ１１０には、イオンがマスク膜５３Ｃの端部で深さ方向に徐々に漸小して注入される。このため振動規制層５０Ｃの開口部５１Ｃ側の端部５２Ｃは、その厚さが開口部５１Ｃ側に向かって徐々に漸小し、且つ振動規制層５０Ｃの開口部５１Ｃ側の内面（端部５２Ｃの端面）が、流路形成基板用ウェハ１１０の表面から屈曲したテーパ面で形成される。
【０１０８】
その後は、マスク膜５３Ｃを除去した後、上述した実施形態１と同様にリード電極９０を形成後、流路形成基板用ウェハ１１０に保護基板用ウェハ１３０を接合し、流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチング（ウェットエッチング）することにより圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４、連通路１５等を形成することにより図１５（ｂ）に示すようなインクジェット式記録ヘッドを形成する。
【０１０９】
以上説明したように、本実施形態では、圧電素子３００を形成した後、流路形成基板用ウェハ１１０にイオンを注入して振動規制層５０Ｃを形成するようにしたため、イオン注入のためのマスク膜５３Ｃを、圧電素子３００を指標として形成することができるため、イオン注入する際の位置決めを容易に且つ高精度に行うことができる。また、圧電素子３００を形成した後、振動規制層５０Ｃを形成することで、振動規制層５０Ｃを形成するタイミングに規制がなくなり、製造工程を簡略化することができる。
【０１１０】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１及び２では、振動規制層５０、５０Ａとして、二酸化シリコン（ＳｉＯ2）を用いたが、振動規制層５０、５０Ａの材料は特にこれに限定されず、例えば、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）を用いるようにしてもよい。この場合、例えば、流路形成基板用ウェハ１１０を熱窒化すればよい。なお、振動規制層５０、５０Ａとして窒化シリコンを用いた場合には、マスク膜５３として、窒化シリコン以外の材料を用いれば、マスク膜５３を選択的に除去することができる。
【０１１１】
また、上述した実施形態１〜５では、流路形成基板１０としてシリコン単結晶基板を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、ＳＯＩ基板、ガラス基板、ＭｇＯ基板等においても本発明は有効である。
【０１１２】
また、上述した実施形態１〜５のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図１６は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。
【０１１３】
図１６に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
【０１１４】
そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【０１１５】
なお、上述した実施形態１では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
【０１１６】
また、本発明は、インクジェット式記録ヘッドに代表される液体噴射ヘッドに搭載されるアクチュエータ装置の製造方法に限られず、他の装置に搭載されるアクチュエータ装置の製造方法にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】実施形態１に係る記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。
【図３】実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図４】実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図５】実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図６】実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図７】実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図８】実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図９】実施形態２に係る記録ヘッドの製造方法を示す要部断面図である。
【図１０】実施形態２に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図１１】実施形態２に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図１２】実施形態３に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図１３】実施形態４に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図１４】実施形態５に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図１５】実施形態５に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図１６】一実施形態に係るインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１０  流路形成基板、  １２  圧力発生室、  １３  連通部、  １４  インク供給路、  １５  連通路、  ２０  ノズルプレート、  ２１  ノズル開口、  ３０  保護基板、  ３１  リザーバ部、  ３２  圧電素子保持部、  ４０  コンプライアンス基板、  ５０、５０Ａ、５０Ｂ  振動規制層、  ５１、５１Ａ、５１Ｂ  開口部、  ５２、５２Ａ、５２Ｂ  端部、  ６０  下電極膜、  ７０  圧電体層、  ８０  上電極膜、  ９０  リード電極、  １００  リザーバ、  １２０  駆動回路、  １２１  接続配線、  ３００  圧電素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【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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