(57)【要約】【課題】製造コストの低減した液体噴射ヘッド、液体噴射装置および液体噴射ヘッドの製造方法を得ること。【解決手段】流路形成基板１０としてシリコン単結晶基板を使用する場合と比較して、酸化ジルコニウムを含有する混合液を塗布、焼成して振動板１３を備えた流路形成基板１０を形成する。したがって、振動板の形成工程、シリコン単結晶基板を研削する工程およびシリコン単結晶基板をエッチングするためのマスク膜を形成する工程を省略でき、製造コストの低減したインクジェット式記録ヘッド１の製造方法を得ることができる。また、シリコン単結晶基板を侵すインクを使用しても、流路形成基板１０が酸化ジルコニウムを含んでいるので、インクからの保護のための保護膜を形成する工程が省略でき、製造コストの低減したインクジェット式記録ヘッド１の製造方法を得ることができる。【選択図】図２
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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した圧力発生室の一部が形成された流路形成基板と、前記流路形成基板上に形成され、前記圧力発生室に圧力変化を起こさせる圧電素子と、前記流路形成基板に接着され、前記圧電素子を収める圧電素子保持部を備えた保護基板を有する液体噴射ヘッドであって、
前記流路形成基板が酸化ジルコニウムを含む
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の液体噴射ヘッドにおいて、
前記流路形成基板は、前記圧力発生室の一部を構成する振動板を備え、
前記圧電素子は、前記振動板上に形成されている
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液体噴射ヘッドを備えた
ことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項４】
液体を噴射するノズル開口に連通した圧力発生室の一部が形成された流路形成基板と、前記流路形成基板上に形成され、前記圧力発生室に圧力変化を起こさせる圧電素子と、前記流路形成基板に接着され、前記圧電素子を収める圧電素子保持部を備えた保護基板を有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
基板に前記圧力発生室の一部である側壁の形状の型を形成する型形成工程と、
前記型が形成された型形成面に、酸化ジルコニウムを含有する混合液を、前記型を埋め、かつ前記型形成面を覆うように塗布し、その後焼成して、前記型形成面上に前記圧力発生室の一部を構成する振動板および前記側壁を形成する流路形成基板形成工程と、
前記振動板上に下電極、圧電体、上電極を含む前記圧電素子を形成する圧電素子形成工程と、
前記圧電素子保持部に前記圧電素子を収めて、前記流路形成基板に、前記保護基板を接着する接着工程と、
前記基板をエッチング液で浸漬エッチングして除去するエッチング工程とを含む
ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記接着工程後、前記保護基板に保護テープを設ける保護工程を含む
ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記混合液は、酸化ジルコニウムゾルを含む
ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項７】
請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記基板にシリコン単結晶基板を用い、前記エッチング液は、少なくともフッ酸と硝酸の混合液またはＫＯＨのいずれかを含む
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、液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置および液体噴射ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体としてのインクを吐出するノズル開口と連通する圧力発生室のインクを、圧電素子と振動板とを備えた圧電アクチュエーターで加圧して、ノズル開口からインクを吐出させる液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッドおよび液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置が知られている。
【０００３】
また、面方位（１１０）のシリコン単結晶基板を、圧力発生室の側壁およびインクの流路が形成される流路形成基板として用いた液体噴射ヘッド、この液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置および液体噴射ヘッドの製造方法が知られている（特許文献１参照）。
ここで、圧力発生室の側壁およびインクの流路は、面方位（１１０）のシリコン単結晶基板をエッチングすることによって形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０６０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
シリコン単結晶基板をエッチングすることによって、圧力発生室の側壁および液体の流路を形成するには、シリコン単結晶基板を研削する工程、エッチングのためのマスク膜を形成する工程が必要となる。
また、シリコン単結晶基板を侵す液体を使用する場合は、圧力発生室および液体の流路に保護膜を形成する工程が必要である。
これらの工程により製造工程が多くなり、コストの低減した液体噴射ヘッド、液体噴射装置および液体噴射ヘッドの製造方法を得るのが困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
液体を噴射するノズル開口に連通した圧力発生室の一部が形成された流路形成基板と、前記流路形成基板上に形成され、前記圧力発生室に圧力変化を起こさせる圧電素子と、前記流路形成基板に接着され、前記圧電素子を収める圧電素子保持部を備えた保護基板を有する液体噴射ヘッドであって、前記流路形成基板が酸化ジルコニウムを含むことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【０００８】
この適用例によれば、流路形成基板が酸化ジルコニウムを含んでいるので、シリコン単結晶基板を侵す液体を使用しても、液体から流路形成基板を保護するための保護膜を形成する工程が必要でなく、構造が簡単で製造コストの低減した液体噴射ヘッドが得られる。
【０００９】
［適用例２］
上記液体噴射ヘッドにおいて、前記流路形成基板は、前記圧力発生室の一部を構成する振動板を備え、前記圧電素子は、前記振動板上に形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
この適用例では、流路形成基板が振動板を備えているので、別工程で振動板を形成する必要がなく、構造が簡単で製造コストの低減した液体噴射ヘッドが得られる。
【００１０】
［適用例３］
上記に記載の液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【００１１】
この適用例によれば、前述の効果を達成できる液体噴射装置が得られる。
【００１２】
［適用例４］
液体を噴射するノズル開口に連通した圧力発生室の一部が形成された流路形成基板と、前記流路形成基板上に形成され、前記圧力発生室に圧力変化を起こさせる圧電素子と、前記流路形成基板に接着され、前記圧電素子を収める圧電素子保持部を備えた保護基板を有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、基板に前記圧力発生室の一部である側壁の形状の型を形成する型形成工程と、前記型が形成された型形成面に、酸化ジルコニウムを含有する混合液を、前記型を埋め、かつ前記型形成面を覆うように塗布し、その後焼成して、前記型形成面上に前記圧力発生室の一部を構成する振動板および前記側壁を形成する流路形成基板形成工程と、前記振動板上に下電極、圧電体、上電極を含む前記圧電素子を形成する圧電素子形成工程と、前記圧電素子保持部に前記圧電素子を収めて、前記流路形成基板に、前記保護基板を接着する接着工程と、前記基板をエッチング液で浸漬エッチングして除去するエッチング工程とを含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【００１３】
この適用例によれば、流路形成基板としてシリコン単結晶基板を使用する場合と比較して、酸化ジルコニウムを含有する混合液を塗布、焼成して振動板を備えた流路形成基板を形成する。したがって、振動板の形成工程、シリコン単結晶基板を研削する工程およびシリコン単結晶基板をエッチングするためのマスク膜を形成する工程を省略でき、製造コストの低減した液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
また、シリコン単結晶基板を侵す液体を使用しても、流路形成基板が酸化ジルコニウムを含んでいるので、液体からの保護のための保護膜を形成する工程が省略でき、製造コストの低減した液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
さらに、型を形成する基板は、シリコン単結晶基板の結晶方位や、シリコン単結晶基板に限らず広く選択でき、製造コストの低減した液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
【００１４】
［適用例５］
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、前記接着工程後、前記保護基板に保護テープを設ける保護工程を含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
この適用例では、保護基板に保護テープを設けるので、基板をエッチング液で浸漬エッチングして除去する工程において、保護基板を保護するとともに、エッチング液の圧電体保持部への浸入が防げ、圧電素子をより保護できる液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
【００１５】
［適用例６］
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、前記混合液は、酸化ジルコニウムゾルを含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
この適用例では、酸化ジルコニウム膜は、５００℃〜１０００℃の焼成で形成でき、酸化ジルコニウムゾルの混合液中での濃度を高めることで酸化ジルコニウムを含む厚い流路形成基板が形成できる液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
【００１６】
［適用例７］
上記液体噴射ヘッドの製造方法において、前記基板にシリコン単結晶基板を用い、前記エッチング液は、少なくともフッ酸と硝酸の混合液またはＫＯＨのいずれかを含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
この適用例では、基板にシリコン単結晶基板を用いているので、エッチング液として少なくともフッ酸と硝酸の混合液またはＫＯＨのいずれかを含むことにより、基板を効率よく除去できる液体噴射ヘッドの製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態におけるインクジェット式記録装置の一例を示す概略斜視図。
【図２】インクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解部分斜視図。
【図３】インクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す部分断面図。
【図４】インクジェット式記録ヘッドの製造方法を示すフローチャート図。
【図５】インクジェット式記録ヘッドの製造方法を表す概略断面図。
【図６】インクジェット式記録ヘッドの製造方法を表す概略断面図。
【図７】インクジェット式記録ヘッドの製造方法を表す概略断面図。
【図８】インクジェット式記録ヘッドの製造方法を表す概略断面図。
【図９】インクジェット式記録ヘッドの製造方法を表す概略断面図。
【図１０】インクジェット式記録ヘッドの製造方法を表す概略断面図。
【図１１】インクジェット式記録ヘッドの製造方法を表す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、液体噴射装置としてのインクジェット式記録装置１０００の一例を示す概略斜視図である。インクジェット式記録装置１０００は、液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド１を備えている。
図１において、インクジェット式記録装置１０００は、記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂを備えている。記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂには、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａおよび２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａおよび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。
【００１９】
記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物およびカラーインク組成物を吐出する。そして、駆動モーター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および１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動する。
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ー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上を搬送されるようになっている。
【００２０】
記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂは、インクジェット式記録ヘッド１を記録シートＳに対向する位置に備えている。図では、インクジェット式記録ヘッド１は、記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂの記録シートＳ側に位置しており、直接は図示されていない。
【００２１】
図２に、実施形態にかかるインクジェット式記録ヘッド１を示す分解部分斜視図を示した。インクジェット式記録ヘッド１の形状は略直方体であり、図２は、インクジェット式記録ヘッド１の長手方向（図中の白抜き矢印方向）に直交する面で切断した、概略構成を示す分解部分斜視図である。また、図３に、インクジェット式記録ヘッド１の概略構成を示す部分断面図を示した。
【００２２】
図２および図３において、インクジェット式記録ヘッド１は、流路形成基板１０とノズルプレート２０と保護基板３０とを備えている。
流路形成基板１０とノズルプレート２０と保護基板３０とは、流路形成基板１０をノズルプレート２０と保護基板３０とで挟むようにして積み重ねられている。
【００２３】
流路形成基板１０は、酸化ジルコニウムを含む材料で構成されている。流路形成基板１０には、複数の圧力発生室１１がインクジェット式記録ヘッド１の長手方向に列をなすように形成され、圧力発生室１１は、インクジェット式記録ヘッド１の長手方向に直交する幅方向に長く形成されている。
【００２４】
また、流路形成基板１０の圧力発生室１１のインクジェット式記録ヘッド１の長手方向に直交する方向の外側の一方の領域には、マニホールド部材４０が接着され、マニホールド４１と各圧力発生室１１とが、各圧力発生室１１に対応して設けられた液体供給路としてのインク供給路１２を介して連通されている。インク供給路１２は、圧力発生室１１よりも狭く形成されており、マニホールド４１から圧力発生室１１に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
【００２５】
ノズルプレート２０は、流路形成基板１０に固着されている。また、ノズルプレート２０には、各圧力発生室１１に対応するインク供給路１２とは反対側の端部近傍に、外部と連通するノズル開口２１が穿設されている。
ノズルプレート２０は、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、酸化ジルコニウムを含む基板、不錆鋼等からなる。流路形成基板１０の熱膨張率とノズルプレート２０の熱膨張率との差が小さいほど、熱膨張差による撓み、変形が少なくなる。したがって、ノズルプレート２０は、酸化ジルコニウムを含む基板からなるのが好ましい。
【００２６】
流路形成基板１０のノズルプレート２０が固着された面と対向する面には、振動板１３が形成されている。振動板１３は流路形成基板１０の一部として形成されている。圧力発生室１１は、振動板１３とノズルプレート２０と側壁１１１とで区画されている。
【００２７】
また、振動板１３上には、厚さが例えば、約０．０１μｍ〜０．０２μｍの下電極６０と、厚さが例えば、約０．５μｍ〜５μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０１μｍの上電極８０とを含む圧電素子３００が形成されている。
下電極６０は、例えば、白金、イリジウム、チタン等の金属や、これらの酸化物を含む。
圧電体層７０は、例えば、圧電材料のＰＺＴを含む。圧電材料としては、例えば、ＰＺＴに、ニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマスまた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を用いてもよい。また、鉛を圧電材料に含まない、いわゆる非鉛の圧電材料を用いてもよい。
上電極８０には、金、白金、イリジウム等の金属を用いることができる。
【００２８】
一般的には、圧電素子３００のいずれか一方の電極を共通電極とし、他方の電極および圧電体層７０を圧力発生室１１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いずれか一方の電極および圧電体層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。
なお、実施形態では、下電極６０を圧電素子３００の共通電極とし、上電極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。いずれの場合においても、圧力発生室１１毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、上電極８０には、リード電極９０が接続されている。
【００２９】
圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、保護基板３０が接着剤３５によって接着されている。
保護基板３０は、圧電素子３００に対応する領域に、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を確保した状態の圧電素子保持部３１を有する。
なお、実施形態では、各圧電素子保持部３１は、各圧力発生室１１の列に対応する領域に一体的に設けられているが、圧電素子３００毎に独立して設けられていてもよい。
保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることがより好ましい。例えば、流路形成基板１０と同一材料の酸化ジルコニウムを含む基板を用いて形成するのが好ましい。
【００３０】
マニホールド部材４０の一つの面には、封止膜および固定板とからなるコンプライアンス基板４２が接合されている。実施形態では、インク供給路１２に対向する面に接合されているが、この面に限らない。
ここで、封止膜は、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、この封止膜によってマニホールド部材４０の一方面を封止する。また、固定板は、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）で形成する。
【００３１】
インクジェット式記録ヘッド１は、図２および図３に示した圧力発生室１１が一列配列されたインクジェット式記録ヘッド１に限らず、圧力発生室１１が複数列配列されたインクジェット式記録ヘッド１であってもよい。例えば、リード電極９０側を向かい合わせて圧力発生室１１が２列配置されたインクジェット式記録ヘッド１であってもよい。
以下のインクジェット式記録ヘッド１の製造方法の説明では、図２および図３に示したインクジェット式記録ヘッド１を組み合わせたもので説明する。
【００３２】
以下に、インクジェット式記録ヘッド１の製造方法について述べる。インクジェット式記録ヘッド１は、例えば、ウェハーに複数形成した後、個々に切り離すことによって得られる。
図４は、インクジェット式記録ヘッド１の製造方法の一部を示すフローチャート図である。
インクジェット式記録ヘッド１の製造方法は、型形成工程としてのステップ１（Ｓ１）と、流路形成基板形成工程としてのステップ２（Ｓ２）と、圧電素子形成工程としてのステップ３（Ｓ３）と、接着工程としてのステップ４（Ｓ４）と、保護工程としてのステップ５（Ｓ５）と、エッチング工程としてのステップ６（Ｓ６）とを含む。
【００３３】
図５（ａ）、図５（ｂ）および図５（ｃ）は型形成工程（Ｓ１）を、図５（ｄ）は流路形成基板形成工程（Ｓ２）を、図６（ｅ）〜図８（ｍ）は圧電素子形成工程（Ｓ３）を、図８（ｎ）〜図８（ｐ）は切り離し部形成工程を、図９（ｑ）〜図９（ｔ）はリード電極形成工程を、図１０（ｕ）および図１０（ｖ）は接着工程（Ｓ４）を、図１０（ｗ）は保護工程（Ｓ５）を、図１０（ｘ）はエッチング工程（Ｓ６）を、図１１（ｙ）はノズルプレート接着工程を、図１１（ｚ）は切り離し工程を表している。
図５（ａ）〜図１１（ｙ）は、複数のインクジェット式記録ヘッド１が形成されるウェハーの一部分を示した部分概略断面図であり、図１１（ｚ）はインクジェット式記録ヘッド１の概略断面図である。
【００３４】
型形成工程（Ｓ１）では、図２および図３に示した流路形成基板１０を得るための型を形成する。
図５（ａ）において、基板としてのシリコンウェハー１１０を用意し、レジストを塗布した後、レジストを露光、現像し、図２および図３に示した圧力発生室１１の側壁１１１および流路の側壁を平面視した形状のレジストを剥離してレジスト４００を形成する。
ここで、平面視した形状とは、図２および図３において、流路形成基板１０の圧電素子３００の形成された側から見た各要素の形状をいう。以下も同様である。
次に、図５（ｂ）において、ドライエッチングによって、レジスト４００を介してシリコンウェハー１１０をエッチングし、側壁１１１の形状の型としての凹部１１２を形成する。
その後、図５（ｃ）において、アッシングによってレジスト４００を剥離する。
【００３５】
流路形成基板形成工程（Ｓ２）では、図５（ｄ）において、流路形成基板１０を形成する。
具体的には、先ずジルコニウム化合物である酸化ジルコニウムゾルをエタノール、ＩＰＡ等の有機溶剤と混合して混合液とし、オルガノゾルを得る。酸化ジルコニウムゾルとしては、例えば、日産科学工業株式会社製のナノユース（登録商標）を用いることができる。
【００３６】
次に、オルガノゾルをシリコンウェハー１１０の凹部１１２を埋め、凹部１１２が形成された凹部１１２の型形成面１１３を覆うように塗布する。塗布には、スピンコート法、ディップ法、印刷等を用いることができる。
塗布後、塗布された混合液を焼成する。焼成温度は２００℃〜１０００℃、焼成時間は１時間〜２時間で行うことができるが、これらの温度、時間に限らず、塗布された混合液の厚さ、固形分濃度等に応じた温度、時間で焼成を行う。
実施形態では、凹部１１２の深さである側壁１１１の高さが数十μｍ、振動板１３の厚さが、１μｍ程度とした。凹部１１２の型形成面１１３を覆うように塗布したことにより振動板１３も形成される。
【００３７】
圧電素子形成工程（Ｓ３）では、振動板１３上に図２および図３に示した圧電素子３００を形成する。
図６（ｅ）において、下電極膜６００を流路形成基板１０上に形成する。下電極膜６００は、複数層からなっていてもよい。例えば、チタン膜、白金膜、イリジウム膜、チタン膜の４層構造からなっていてもよい。
下電極膜６００は、例えば、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によって形成できる。
【００３８】
図６（ｆ）において、レジストの塗布、露光、現像によって、下電極６０を平面視した形状にレジスト４１０を形成する。
図６（ｇ）において、下電極膜６００に対しドライエッチングを行い、下電極６０を形成する。
図６（ｈ）において、レジスト４１０を除去する。
【００３９】
次に、図７（ｉ）において、圧電体層膜７００を形成する。実施形態では、金属有機物を触媒に溶解、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膜７００を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層膜７００を形成している。
また、これらの液相法による圧電体層膜の製造方法に限定されず、スパッタリングなどの蒸着法を用いた製造方法であってもよい。
さらに、ゾル−ゲル法に限定されず、例えば、ＭＯＤ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いてもよい。
【００４０】
圧電体層膜７００の具体的な製造方法としては、例えば、以下に述べる製造方法を用いることができる。
先ず、下電極６０上に圧電体前駆体膜であるＰＺＴ前駆体膜を成膜する。すなわち、下電極６０が形成された流路形成基板１０上に金属有機化合物を含むゾルを塗布（塗布工程）する。
次に、このＰＺＴ前駆体膜を所定温度に加熱して一定時間乾燥させる。例えば、実施形態では、ＰＺＴ前駆体膜を１７０℃〜１８０℃で８分〜３０分保持することで乾燥（乾燥工程）できる。
【００４１】
次に、乾燥したＰＺＴ前駆体膜を所定温度に加熱して一定時間保持することによって脱脂（脱脂工程）する。例えば、実施形態では、ＰＺＴ前駆体膜を３００℃〜４００℃程度の温度に加熱して約１０分〜３０分保持することで脱脂した。なお、ここで言う脱脂とは、ＰＺＴ前駆体膜に含まれる有機成分を、例えば、ＮＯ2、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ等として離脱させることである。
【００４２】
次に、ＰＺＴ前駆体膜を所定温度に加熱して焼成（焼成工程）し、一定時間保持することによって結晶化させ、圧電体膜を形成する。焼成では、ＰＺＴ前駆体膜を６８０℃〜９００℃に加熱するのが好ましい。実施形態では、６８０℃で５分〜３０分間加熱を行ってＰＺＴ前駆体膜を焼成して圧電体膜を形成した。ここで、焼成におけるＰＺＴ前駆体膜の加熱方法は特に限定されないが、例えば、ＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）法等を用いて、昇温レートを比較的速くすることが好ましい。例えば、実施形態では、赤外線ランプの照射により加熱するＲＴＡ装置を用いて、ＰＺＴ前駆体膜を比較的速い昇温レートで加熱した。
上述した塗布工程、乾燥工程、脱脂工程及び焼成工程からなる圧電体膜形成工程を複数回繰り返すことで、複数層の圧電体膜からなる所定厚さの圧電体層膜７００を形成する。例えば、ゾルの１回あたりの膜厚が０．１μｍ程度の場合には、例えば、１０層の圧電体膜からなる圧電体層膜７００全体の膜厚は約１．１μｍ程度となる。
【００４３】
図７（ｊ）において、圧電体層膜７００を形成した後は、例えば、イリジウムからなる上電極膜８００を圧電体層膜７００の全面に形成する。上電極膜８００は、スパッタリング法、例えば、ＤＣまたはＲＦスパッタリング法によって形成できる。
次に、図７（ｋ）、図７（ｌ）および図８（ｍ）において、圧電体層膜７００および上電極膜８００を、各圧力発生室１１に対向する領域にパターニングして、下電極６０、圧電体層７０および上電極８０を備えた圧電素子３００を形成する。
【００４４】
ここで、シリコンウェハー１１０の圧電素子３００を覆うように、圧電素子保護膜を形成してもよい。圧電素子保護膜は所定形状にパターニングする。圧電素子保護膜としては、耐湿性を有する材料、例えば、酸化シリコン、酸化タンタル、酸化アルミニウム等の無機絶縁材料を用いるのが好ましく、特に、無機アモルファス材料である酸化アルミニウム、例えば、アルミナを用いるのが好ましい。
【００４５】
このように圧電素子３００を圧電素子保護膜で覆うことにより、大気中の水分等に起因する圧電素子３００の破壊を防止できる。圧電素子保護膜の材料として酸化アルミニウムを用いた場合、圧電素子保護膜の膜厚を１００ｎｍ程度と比較的薄くしても、高湿度環境下での水分透過を十分に防ぐことができる。
【００４６】
切り離し部形成工程では、複数のインクジェット式記録ヘッド１が形成されたシリコンウェハー１１０等からインクジェット式記録ヘッド１を切り離して取り出すための切り離し部１１４を形成する。
図８（ｎ）において、インクジェット式記録ヘッド１が形成される切り離し部１１４を除いて、レジスト４３０を形成する。
図８（ｏ）において、インクジェット式記録ヘッド１間の切り離し部１１４において、シリコンウェハー１１０に達するまでエッチングする。
図８（ｐ）において、レジスト４３０を除去する。
【００４７】
リード電極形成工程では、上電極８０にリード電極９０を形成する。
図９（ｑ）において、シリコンウェハー１１０上の全面にわたって、リード電極膜９００を形成する。リード電極膜９００は多層構造であってもよく、例えば、本実施形態では、上電極８０側に形成されたニッケルクロム膜９１０と金膜９２０とからなる。
【００４８】
図９（ｒ）において、レジスト４４０を、レジストの塗布、露光、現像によって、リード電極９０を平面視した形状および切り離し部１１４を除いた場所に形成する。
図９（ｓ）において、リード電極膜９００を圧電素子３００毎にパターニングしてリード電極９０を形成する。
図９（ｔ）において、レジスト４４０を除去する。
【００４９】
接着工程（Ｓ４）では、保護基板３０が複数形成された保護基板用ウェハー３１０を流路形成基板１０に接着する。
図１０（ｕ）において、保護基板用ウェハー３１０に複数の保護基板３０を形成し、保護基板用ウェハー３１０に接着剤３５を転写する。
図１０（ｖ）において、接着剤３５の転写された保護基板用ウェハー３１０を圧電素子３００の形成された流路形成基板１０に接着する。ここで、保護基板３０に形成された圧電素子保持部３１に圧電素子３００を収めて保護基板３０を接着する。
【００５０】
保護工程（Ｓ５）では、図１０（ｗ）において、保護テープ５００を、大気に面している保護基板用ウェハー３１０の面に貼り付ける。
【００５１】
エッチング工程（Ｓ６）では、図１０（ｘ）において、シリコンウェハー１１０を、エッチング液を用いた浸漬エッチングによって取り除く。エッチング液としては、例えば、少なくともフッ酸と硝酸の混合液またはＫＯＨのいずれかを含む液を用いることができる。
【００５２】
ノズルプレート接着工程では、図１１（ｙ）において、保護テープ５００を剥離するとともに、ノズルプレート２０を流路形成基板１０に接着する。
【００５３】
切り離し工程では、シリコンウェハー１１０および保護基板用ウェハー３１０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、シリコンウェハー１１０等を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、図１１（ｚ）において、実施形態のインクジェット式記録ヘッド１とする。
【００５４】
インクジェット式記録ヘッド１では、カートリッジ２Ａおよび２Ｂからインクを取り込み、マニホールド４１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、駆動回路からの記録信号に従い、圧力発生室１１に対応するそれぞれの下電極６０と上電極８０との間に電圧が印加される。電圧の印加によって、振動板１３および圧電体層７０がたわみ変形し、各圧力発生室１１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。
【００５５】
このような実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）流路形成基板１０が酸化ジルコニウムを含んでいるので、シリコン単結晶基板を侵すインクを使用しても、インクから流路形成基板１０を保護するための保護膜を形成する工程が必要でなく、構造が簡単で製造コストを抑えたインクジェット式記録ヘッド１を得ることができる。
【００５６】
（２）流路形成基板１０が振動板１３を備えているので、別工程で振動板１３を形成する必要がなく、構造が簡単で製造コストを抑えたインクジェット式記録ヘッド１を得ることができる。
【００５７】
（３）前述の効果を達成できるインクジェット式記録装置１０００を得ることができる。
【００５８】
（４）流路形成基板１０としてシリコン単結晶基板を使用する場合と比較して、酸化ジルコニウムを含有する混合液を塗布、焼成して振動板１３を備えた流路形成基板１０を形成する。したがって、振動板の形成工程、シリコン単結晶基板を研削する工程およびシリコン単結晶基板をエッチングするためのマスク膜を形成する工程を省略でき、製造コストの低減したインクジェット式記録ヘッド１の製造方法を得ることができる。
また、シリコン単結晶基板を侵すインクを使用しても、流路形成基板１０が酸化ジルコニウムを含んでいるので、インクからの保護のための保護膜を形成する工程が省略でき、製造コストの低減したインクジェット式記録ヘッド１の製造方法を得ることができる。
さらに、型を形成するシリコンウェハー１１０は、シリコン単結晶基板の結晶方位や、シリコン単結晶基板に限らず広く選択できるインクジェット式記録ヘッド１の製造方法を得ることができる。
【００５９】
（５）保護基板３０に保護テープ５００を設けるので、シリコンウェハー１１０をエッチング液で浸漬エッチングして除去する工程において、保護基板３０を保護するとともに、エッチング液の圧電素子保持部への侵入を防ぐことができ、圧電素子３００をより保護できるインクジェット式記録ヘッド１の製造方法を得ることができる。
【００６０】
（６）酸化ジルコニウム膜は５００℃〜１０００℃の焼成で形成でき、酸化ジルコニウムゾルの混合液中での濃度を高めることで酸化ジルコニウムを含む厚い流路形成基板１０が形成できるインクジェット式記録ヘッド１の製造方法を得ることができる。
【００６１】
（７）シリコンウェハー１１０にシリコン単結晶基板を用いているので、エッチング液として少なくともフッ酸と硝酸の混合液またはＫＯＨのいずれかを含むことにより、シリコンウェハー１１０を効率よく除去できるインクジェット式記録ヘッド１の製造方法を得ることができる。
【００６２】
上述した実施形態では、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１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、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）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。
【符号の説明】
【００６３】
１…インクジェット式記録ヘッド、１Ａ，１Ｂ…記録ヘッドユニット、２Ａ，２Ｂ…カートリッジ、３…キャリッジ、４…装置本体、５…キャリッジ軸、６…駆動モーター、７…タイミングベルト、８…プラテン、１０…流路形成基板、１１…圧力発生室、１２…インク供給路、１３…振動板、２０…ノズルプレート、２１…ノズル開口、３０…保護基板、３１…圧電素子保持部、３５…接着剤、４０…マニホールド部材、４１…マニホールド、４２…コンプライアンス基板、６０…下電極、７０…圧電体層、８０…上電極、９０…リード電極、１１１…側壁、１１２…型としての凹部、１１３…型形成面、３００…圧電素子、５００…保護テープ、１０００…インクジェット式記録装置。
【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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