(57)【要約】【課題】高密度のノズル開口を形成し、且つ均一な接着を行うことができると共に接着強度を向上することができるノズルプレートの製造方法及び液体噴射ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】液滴を吐出する複数のノズル開口２１を有し、該ノズル開口２１と連通する流路が形成された流路形成基板に接合されるノズルプレート２０の製造方法であって、前記ノズルプレート２２０に液滴吐出側とは反対側の面から複数の前記ノズル開口１２１を穿設する工程と、前記ノズルプレート２２０の両面を研磨により平坦化する工程と、前記ノズルプレート２２０の液滴吐出側とは反対側の面をブラスト加工することにより表面粗さＲａを５０〜１００ｎｍにする工程とによりノズルプレート２０を製造する。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズル開口を有し、該ノズル開口と連通する流路が形成された流路形成基板に接合されるノズルプレートの製造方法であって、
前記ノズルプレートに液滴吐出側とは反対側の面から複数の前記ノズル開口を穿設する工程と、前記ノズルプレートの両面を研磨により平坦化する工程と、前記ノズルプレートの液滴吐出側とは反対側の面をブラスト加工することにより表面粗さＲａを５０〜１００ｎｍにする工程とを具備することを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記ノズルプレートの両面を研磨により平坦化する工程では、表面粗さＲａを５〜２０ｎｍにすることを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記ノズルプレートの両面を研磨により平坦化する工程では、ポリッシングにより平坦化を行うことを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記ノズル開口を穿設する工程では、プレス加工により内径が液滴吐出側に向かって漸小する前記ノズル開口を穿設することを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記ノズル開口を穿設する工程では、当該ノズル開口を３００ｄｐｉ以上の密度で、且つ前記ノズルプレートの隣接するノズル開口の前記液滴吐出側とは反対側の面の表面の距離が２０μｍ以上となるように穿設することを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかにおいて、前記ブラスト加工が、ウェットブラスト加工であることを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項７】
請求項６において、前記ウェットブラスト加工に用いる研磨剤の粒径が前記ノズル開口の内径よりも小径であることを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかにおいて、前記ノズルプレートをブラスト加工する工程の後、当該ノズルプレートを平坦化する工程をさらに有することを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項９】
請求項８において、前記ノズルプレートを平坦化する工程では、当該ノズルプレートをプレス加工又はローラにより平坦化することを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項１０】
液体を吐出するノズル開口を有するノズルプレートと、前記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と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられて前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記ノズルプレートに液滴吐出側とは反対側の面から複数の前記ノズル開口を穿設する工程と、前記ノズルプレートの両面を研磨する工程と、前記ノズルプレートの液滴吐出側とは反対側の面をブラスト加工することにより表面粗さＲａを５０〜１００ｎｍにする工程と、前記ノズルプレートの前記液滴吐出側とは反対側の面を前記流路形成基板に接着剤を介して接合す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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッドに用いられて液滴を吐出するノズル開口を有するノズルプレートの製造方法及び液体噴射ヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドには、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したものの２種類が実用化されている。
【０００３】
このような各圧電アクチュエータを使用したインクジェット式記録ヘッドでは、何れにしても複数の部材で構成されており、これら各部材は接着剤を介して組み立てるのが一般的である。例えば、たわみ振動モードのアクチュエータを使用したインクジェット式記録ヘッドでは、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の板状部材からなるノズルプレートにノズル開口を穿設し、このノズルプレートを流路形成基板の圧電素子とは反対側の面に接着剤を介して接合した構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このようなノズルプレートの形成方法としては、ノズルプレートにポンチ及びダイスを用いたプレス加工によりノズル開口を形成する方法が提案されている。このノズル開口をプレス加工により形成するには、ノズルプレートの液滴吐出側となる面をダイス上に固定し、他方面側から先端に向かって外径が漸小するポンチを打ち込むことで、深さがノズルプレートの厚さと同じかそれ以上の凹部を形成し、この凹部を形成した際にダイス側の面に突出した凸部を研削加工により除去してノズル開口を形成する方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１８１０１５号公報（段落［００６０］、第５図）
【特許文献２】
特開昭５７−２１１５００号公報（第２頁、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のポンチによりノズル開口を形成すると、ノズルプレートのポンチ側の表面のノズル開口の周囲にノズルプレートが塑性変形することにより突起が生じてしまう。このような突起は、ノズル開口を高密度に形成すると、隣接するノズル開口の距離が狭いため、流路形成基板に接着する領域に形成されてしまい流路形成基板とノズルプレートとの接着が行えないという問題がある。このような接着面に形成された突起を除去するために、回転定盤上に研磨剤を供給し、その上にノズルプレートの接着面を押しつけて研磨するポリッシングを行った場合には、ノズルプレートの接着面が鏡面になってしまい流路形成基板との接着強度が確保できないという問題がある。
【０００７】
また、ノズルプレートの接着面側をラッピングシート等により研磨除去した場合には、接着面を均一に粗面化することが困難であり、均一な接着を行えないという問題がある。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なく、勿論、インク以外を吐出する他の液体噴射ヘッドにおいても、同様に存在する。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑み、高密度のノズル開口を形成し、且つ均一な接着を行うことができると共に接着強度を向上することができるノズルプレートの製造方法及び液体噴射ヘッドの製造方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、液滴を吐出する複数のノズル開口を有し、該ノズル開口と連通する流路が形成された流路形成基板に接合されるノズルプレートの製造方法であって、前記ノズルプレートに液滴吐出側とは反対側の面から複数の前記ノズル開口を穿設する工程と、前記ノズルプレートの両面を研磨により平坦化する工程と、前記ノズルプレートの液滴吐出側とは反対側の面をブラスト加工することにより表面粗さＲａを５０〜１００ｎｍにする工程とを具備することを特徴とするノズルプレートの製造方法にある。
【００１０】
かかる第１の態様では、ノズル開口を穿設した際に生じた両面の突起を研磨により除去することで、ノズル開口を高密度に配設しても流路形成基板との接着を行うことができると共に、研磨により鏡面となった接着面をブラスト加工により粗面化することで、流路形成基板との接着強度を向上することができる。また、ブラスト加工により接着面を均等に粗面化することができるため、流路形成基板との均一な接着を行ってさらに接着強度を向上することができる。
【００１１】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記ノズルプレートの両面を研磨により平坦化する工程では、表面粗さＲａを５〜２０ｎｍにすることを特徴とするノズルプレートの製造方法にある。
【００１２】
かかる第２の態様では、所定の表面粗さに研磨することで、ノズルプレートの平坦化を高精度に行うことができる。
【００１３】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記ノズルプレートの両面を研磨により平坦化する工程では、ポリッシングにより平坦化を行うことを特徴とするノズルプレートの製造方法にある。
【００１４】
かかる第３の態様では、ポリッシングにより、研磨面の平坦化を高精度に行うことができる。
【００１５】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記ノズル開口を穿設する工程では、プレス加工により内径が液滴吐出側に向かって漸小する前記ノズル開口を穿設することを特徴とするノズルプレートの製造方法にある。
【００１６】
かかる第４の態様では、液滴の吐出を良好に行うことができる。
【００１７】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記ノズル開口を穿設する工程では、当該ノズル開口を３００ｄｐｉ以上の密度で、且つ前記ノズルプレートの隣接するノズル開口の前記液滴吐出側とは反対側の面の表面の距離が２０μｍ以上となるように穿設することを特徴とするノズルプレートの製造方法にある。
【００１８】
かかる第５の態様では、ノズル開口を高密度に配設しても、ノズル開口を形成する際に生じる突起を確実に除去して、流路形成基板との接着を良好に行うことができる。
【００１９】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記ブラスト加工が、ウェットブラスト加工であることを特徴とするノズルプレートの製造方法にある。
【００２０】
かかる第６の態様では、微小な粒径の研磨剤を用いた加工が可能となり、ノズルプレートの接着面を所定の表面粗さに粗面化することができると共に、研磨剤及びノズルプレートの加工カスの除去を行うことができる。
【００２１】
本発明の第７の態様は、第６の態様において、前記ウェットブラスト加工に用いる研磨剤の粒径が前記ノズル開口の内径よりも小径であることを特徴とするノズルプレートの製造方法にある。
【００２２】
かかる第７の態様では、研磨剤によるノズル開口の目詰まりを防止することができる。
【００２３】
本発明の第８の態様は、第１〜７の何れかの態様において、前記ノズルプレートをブラスト加工する工程の後、当該ノズルプレートを平坦化する工程をさらに有することを特徴とするノズルプレートの製造方法にある。
【００２４】
かかる第８の態様では、ノズルプレートの接着面を平坦化することができ、さらに接着強度を向上することができる。
【００２５】
本発明の第９の態様は、第８の態様において、前記ノズルプレートを平坦化する工程では、当該ノズルプレートをプレス加工又はローラにより平坦化することを特徴とするノズルプレートの製造方法にある。
【００２６】
かかる第９の態様では、プレス加工又はローラによりノズルプレートを確実に平坦化することができる。
【００２７】
本発明の第１０の態様は、液体を吐出するノズル開口を有するノズルプレートと、前記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と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられて前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記ノズルプレートに液滴吐出側とは反対側の面から複数の前記ノズル開口を穿設する工程と、前記ノズルプレートの両面を研磨する工程と、前記ノズルプレートの液滴吐出側とは反対側の面をブラスト加工することにより表面粗さＲａを５０〜１００ｎｍにする工程と、前記ノズルプレートの前記液滴吐出側とは反対側の面を前記流路形成基板に接着剤を介して接合す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。
【００２８】
かかる第１０の態様では、ノズル開口を穿設した際に生じた両面の突起を研磨により除去することで、ノズル開口を高密度に配設しても流路形成基板との接着を行うことができると共に、研磨により鏡面となった接着面をブラスト加工により粗面化することで、流路形成基板との接着強度を向上することができる。また、ブラスト加工により接着面を均等に粗面化することができるため、流路形成基板との均一な接着を行ってさらに接着強度を向上することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３０】
（実施形態１）
図１は、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分解斜視図であり、図２は、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′断面図の要部を拡大したものである。図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その両面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる弾性膜５０、及び後述する圧力発生室を形成する際にマスクとして用いられるマスクパターン５１が設けられている。この流路形成基板１０には、その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が幅方向に並設され、その長手方向外側には、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００の一部を構成する連通部１３が形成され、この連通部１３は各圧力発生室１２の長手方向一端部とそれぞれインク供給路１４を介して連通されている。
【００３１】
ここで、異方性エッチングは、シリコン単結晶基板のエッチングレートの違いを利用して行われる。例えば、本実施形態では、シリコン単結晶基板をＫＯＨ等のアルカリ溶液に浸漬すると、徐々に侵食されて（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面と、この第１の（１１１）面と約７０度の角度をなし且つ上記（１１０）面と約３５度の角度をなす第２の（１１１）面とが出現し、（１１０）面のエッチングレートと比較して（１１１）面のエッチングレートが約１／１８０であるという性質を利用して行われる。かかる異方性エッチングにより、二つの第１の（１１１）面と斜めの二つの第２の（１１１）面とで形成される平行四辺形状の深さ加工を基本として精密加工を行うことができ、圧力発生室１２を高密度に配列することができる。
【００３２】
本実施形態では、各圧力発生室１２の長辺を第１の（１１１）面で、短辺を第２の（１１１）面で形成している。この圧力発生室１２は、流路形成基板１０をほぼ貫通して弾性膜５０に達するまでエッチングすることにより形成されている。ここで、弾性膜５０は、シリコン単結晶基板をエッチングするアルカリ溶液に侵される量がきわめて小さい。また、各圧力発生室１２の一端に連通する各インク供給路１４の断面積は、圧力発生室１２のそれより小さく形成されており、圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
【００３３】
このような流路形成基板１０の厚さは、圧力発生室１２の配列密度に合わせて最適な厚さを選択すればよく、圧力発生室１２の配列密度が、例えば、１インチ当たり１８０個（１８０ｄｐｉ）程度であれば、流路形成基板１０の厚さは、２２０μｍ程度であればよいが、例えば、２００ｄｐｉ以上と比較的高密度に配列する場合には、流路形成基板１０の厚さは１００μｍ以下と比較的薄くするのが好ましい。これは、隣接する圧力発生室１２間の隔壁１１の剛性を保ちつつ、配列密度を高くできるからである。
【００３４】
また、流路形成基板１０の開口面側には、接着剤１１０を介して、ノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着されている。このような接着剤１１０としては、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系樹脂等が挙げられる。このノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０３〜０．３ｍｍ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、又は不錆鋼などからなる。ノズルプレート２０として、本実施形態では、例えば、厚さが５５μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）からなる板状の金属部材を用いた。このノズルプレート２０は、一方の面で流路形成基板１０の一面を全面的に覆い、シリコン単結晶基板を衝撃や外力から保護する補強板の役目も果たす。また、ノズルプレート２０は、流路形成基板１０と熱膨張係数が略同一の材料で形成するようにしてもよい。なお、ステンレス鋼は、低コストで破損しにくいなどの利点があるが、このような利点を有する材料であれば、ノズルプレート２０はステンレス鋼に限定されるものではない。
【００３５】
ここで、インク滴吐出圧力をインクに与える圧力発生室１２の大きさと、インク滴を吐出するノズル開口２１の大きさとは、吐出するインク滴の量、吐出スピード、吐出周波数に応じて最適化される。例えば、１インチ当たり３６０個（３６０ｄｐｉ）のインク滴を記録する場合、ノズル開口２１は数十μｍの直径で精度よく形成する必要がある。また、例えば、ノズル開口２１を３６０ｄｐｉで配置した場合には、隣接するノズル開口２１のピッチａは７０μｍとなる。また、３６０ｄｐｉに対応した流路形成基板１０の隔壁１１の厚さｂは、１５〜２０μｍとなり、この隔壁１１にノズルプレート２０を確実に接着するには、ノズルプレート２０の液滴吐出側とは反対側の面、すなわち、流路形成基板１０に接着される接着面２０ａ側の隣接するノズル開口２１の間の表面の距離ｃを隔壁１１の厚さプラス５μｍ、すなわち、２０〜２５μｍとするのが好ましい。さらに、ノズル開口２１は、内径が液滴吐出側に向かって漸小する形状を有し、ノズル開口２１の接着面２０ａに開口する側の内面は、ノズルプレート２１の厚さ方向に対して角度ｄが２０度となるように形成されている。ここで、角度ｄを２０度としたのは、この角度より大きくすると、隣接するノズル開口２１間のピッチが狭くなり、互いに隣接するノズル開口２１の間の表面の接着面領域が確保しづらくなるからである。
【００３６】
このようなノズルプレート２０の流路形成基板１０に接合される接着面２０ａは、詳しくは後述するが、ウェットブラスト加工やサンドブラスト加工などのブラスト加工によって、表面粗さＲａが５０〜１００ｎｍとなるように粗面化されている。このようにノズルプレート２０の接着面２０ａを所定の表面粗さとすることで、流路形成基板１０とノズルプレート２０とを接着剤を介して接着した際に、接着強度を向上することができる。また、ノズルプレート２０の接着面２０ａをブラスト加工によって均一に粗面化することで、均一性のある接着をおこなうことができ、これによっても接着強度を向上することができる。
【００３７】
ここで、ノズルプレート２０の製造方法について詳細に説明する。なお、図４及び図５は、ノズルプレートの製造工程を示す断面図である。まず、図４（ａ）〜図４（ｂ）に示すように、ノズルプレート２０となる板状部材２２０に所定間隔でノズル開口２１となる下孔１２１をプレス加工により形成する。詳しくは、例えば、図４（ａ）に示すように、形成するノズル開口２１と同一のピッチで孔部４０１の形成されたダイス４００上に板状部材２２０を固定し、板状部材２２０の孔部４０１に対向する領域にポンチ４１０を押圧する。このポンチ４１０は、先端に向かって外径が漸小する形状を有し、液滴吐出側に向かって内径が漸小する下孔１２１を形成する。ここで、本実施形態のノズルプレート２０となる板状部材２２０は、例えば、表面粗さＲａが例えば、１００〜３００ｎｍ程度で、厚さが６０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）を用いた。
【００３８】
このようなポンチ４１０及びダイス４００でのプレス加工では、図４（ｂ）に示すように、ポンチ４１０の押圧によって板状部材２２０が塑性変形する。このため、ポンチ４１０により形成する下孔１２１の深さは、板状部材２２０の厚さと同等の深さ又は板状部材２２０の厚さより若干深く形成する。また、下孔１２１の形成された板状部材２２０は、塑性変形することにより下孔１２１に対向する領域に突起１２２が生じ、下孔１２１はダイス４００側で貫通することなく形成される。さらに、下孔１２１を例えば、３６０ｄｐｉなどの高密度で形成すると、隣接する下孔１２１の間の肉厚が薄くなるため、板状部材２２０のポンチ４１０側の面の隣接する下孔１２１の間には突起１２３が生じる。このような突起１２３は、下孔１２１を高密度に形成すると、隣接する下孔１２１の距離が狭いため、流路形成基板１０に接着する領域に形成されてしまい、接着するのに十分な領域が確保できず、流路形成基板１０とノズルプレート２０との接着が行えない。このため、高密度のノズル開口２１を形成する場合には、後の工程で板状部材２２０の突起１２２及び１２３を除去して、接着面領域を確保する必要がある。
【００３９】
次に、図５（ａ）に示すように、板状部材２２０の両面をポリッシングにより研磨することにより、板状部材２２０の両面の突起１２２及び１２３を除去して平坦化すると共に、下孔１２１を板状部材２２０の厚さ方向に貫通させてノズル開口２１を形成する。このポリッシングでは、板状部材２２０の両面を、表面粗さＲａが５〜２０ｎｍとなるように研磨して平坦化することで、板状部材２２０の両面に研磨面２２４を形成する。また、ポリッシングによって液滴吐出側とは反対側の面の突起１２３を除去する際に、この面側を板状部材２２０の厚さ方向に所定量、本実施形態では５μｍ研磨することにより、下孔１２１の液滴吐出側とは反対側の面側の内面が、板状部材２２０の厚さ方向に対して２０度に傾斜する位置まで研磨してノズル開口２１を形成する。
【００４０】
次に、図５（ｂ）に示すように、板状部材２２０の液滴吐出側とは反対側の研磨面２２４をブラスト加工することにより、表面粗さＲａが５０〜１００ｎｍの接着面２０ａを形成し、ノズルプレート２０とする。本実施形態では、例えば、水にガラスビーズ、炭化珪素、アルミナ等の研磨剤を混ぜた研削液５００を高圧噴射することで研磨面２２４を粗面化するウェットブラスト加工により行った。ここで、研磨剤の粒径は、ノズル開口２１に目詰まりが生じないように、ノズル開口２１の内径よりも小さいことが好ましく、本実施形態では、例えば、平均粒径が３〜１５μｍの研磨剤を用いた。また、本実施形態では、ウェットブラスト加工として、研磨剤を水に５〜３０重量％混合し、０．０５〜０．５ＭＰａの圧力で５〜６０秒程度処理することにより研磨面２２４の粗面化を行った。このように本実施形態では、ウェットブラスト加工を行うことで、微小な研磨剤の吹きつけが可能であると共に、研磨剤を吹きつけた衝撃で発生した加工カスを水によって洗浄しながら加工することができる。
【００４１】
なお、このウェットブラスト加工による接着面２０ａの形成では、ウェットブラスト加工に用いる研磨液５００に混合された研磨剤の粒径がノズル開口２１よりも小径であるため、研磨液５００がノズル開口２１内を通るが、ノズル開口２１の内面は、ノズルプレート２０の厚さ方向に対して２０度傾斜しているため、ほとんど粗面化されることがなく、液滴の吐出に悪影響を与えることがない。
【００４２】
このようにウェットブラスト加工によって研磨面２２４を粗面化して接着面２０ａを形成すると、図５（ｃ）に示すように、ノズルプレート２０は接着面２０ａ側が凸状に変形してしまう。このため、図５（ｄ）に示すように、ノズルプレート２０をプレス加工により平坦化する。本実施形態では、例えば、プレス板４２０及び４２１によってノズルプレート２０を所定の圧力でプレスすることで、ノズルプレート２０の平坦化を行ったが、特にこれに限定されず、例えば、ローラによって平坦化を行うようにしてもよい。
【００４３】
このように形成されたノズルプレート２０を流路形成基板１０の圧力発生室１２が開口する面に接着剤１１０を介して接着することで、インクジェット式記録ヘッドを形成することができる。このとき、ノズルプレート２０の接着面２０ａがブラスト加工により５０〜１００ｎｍと粗面化されているため、接着面が鏡面であるのに対し、接着剤が接着面領域に定着し易くなり、流路形成基板１０とノズルプレート２０との接着強度を向上することができると共に、ブラスト加工による均等な粗面化により均一性のある接着を行って、さらに接着強度を向上することができる。さらに、隣接するノズル開口２１の間隔を可及的に狭くしても、流路形成基板１０とノズルプレート２０との接着を強めることができる。
【００４４】
一方、図２に示すように、流路形成基板１０の開口面とは反対側には、厚さが例えば、約１．０μｍの弾性膜５０の上に、厚さが例えば、０．４μｍの絶縁層５５を介して、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１．０μｍ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という。本実施形態では、下電極膜６０は圧電素子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。何れの場合においても、圧力発生室毎に圧電体能動部が形成されていることになる。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圧電アクチュエータと称する。なお、上述した例では、弾性膜５０、絶縁膜５５及び下電極膜６０が振動板として作用する。また、圧電素子３００の個別電極である各上電極膜８０には、例えば、金（Ａｕ）等からなり一端がインク供給路１４に対向する領域まで延設されるリード電極９０が接続されている。
【００４５】
このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を確保した状態で、その空間を密封可能な圧電素子保持部３１が設けられた封止基板３０が接合され、圧電素子３００はこの圧電素子保持部３１内に封止されている。また、この封止基板３０には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３２が、各圧力発生室１２の長手方向外側に設けられている。これらのリザーバ部３２は、本実施形態では、封止基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、弾性膜５０に設けられた貫通部を介して流路形成基板１０の連通部１３と連通され、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００をそれぞれ構成している。また、封止基板３０の圧電素子保持部３１とリザーバ部３２との間の領域には、封止基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられている。そして、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０は、その端部近傍が貫通孔３３内で露出されている。このような封止基板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と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００４６】
また、封止基板３０のリザーバ部３２に対応する領域には、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３２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。
【００４７】
以上説明した本実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、図示しない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ＩＣ（図示なし）からの駆動信号に従い、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との間に駆動電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁膜５５及び圧電素子３００を変位させることにより、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。
【００４８】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、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では、ノズルプレート２０の接着面２０ａをウェットブラスト加工により粗面化するようにしたが、ノズルプレート２０の液滴吐出側の面もウェットブラスト加工により粗面化するようにしてもよい。これにより、液滴吐出側の面に撥水膜等を設けた際に、撥水膜の剥離を防止することができる。
【００４９】
また、上述した実施形態１では、ダイス４００とポンチ４１０とを用いたプレス加工により、板状部材２２０に下孔１２１を形成するようにしたが、これに限定されず、例えば、板状部材２２０をダイス４００との間で挟持するストリッパプレートを設けるようにしてもよい。プレス加工にストリッパプレートを用いたとしても、板状部材２２０には、突起１２２及び１２３が形成されるため、板状部材２２０の両面の研磨が必要となる。
【００５０】
さらに、上述の実施形態では、成膜及びリソグラフィプロセスを応用して製造される薄膜型のインクジェット式記録ヘッドを例にしたが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型のインクジェット式記録ヘッドにも本発明を採用することができる。この場合には、圧電素子を形成する前に、流路形成基板とノズルプレートとを接合するようにしてもよい。
【００５１】
なお、上述した実施形態１では、液体噴射ヘッドとしてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドを一例として説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及びこれに用いられるノズルプレートを対象としたものである。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（面発光ディスプレー）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を挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【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要部拡大断面図である。
【図４】実施形態１に係るノズルプレートの製造工程の断面図である。
【図５】実施形態１に係るノズルプレートの製造工程の断面図である。
【符号の説明】
１０  流路形成基板、１２  圧力発生室、２０  ノズルプレート、２１  ノズル開口、５０  弾性膜、５５  絶縁膜、６０  下電極膜、７０  圧電体層、８０  上電極膜、９０  リード電極、１２１  下穴、１２２、１２３  突起、２２０  板状部材、３００  圧電素子、４００  ダイス、４１０  ポンチ
【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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