(57)【要約】【課題】高い信頼性を有する液体噴射ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る液体噴射ヘッド１００の製造方法は、第１基板２０の一方面２１側に圧電素子４０を形成する工程と、高分子材料からなる第１膜１１２と第１膜１１２に形成された無機材料からなる第２膜１１４とを有する被覆膜１１０により、第１基板２０の一方面２１側を覆う工程と、第１基板２０の一方面２１側を覆う工程後、第１基板２０の他方面２２側から第１基板２０をウェットエッチングする工程と、を含む。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板の一方面側に圧電素子を形成する工程と、
高分子材料からなる第１膜と前記第１膜に形成された無機材料からなる第２膜とを有する被覆膜により、前記第１基板の一方面側を覆う工程と、
前記第１基板の一方面側を覆う工程後、前記第１基板の他方面側から前記第１基板をウェットエッチングする工程と、を含む、液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２膜は２周波プラズマＣＶＤ法によって形成される、液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第２膜は、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、またはダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）である、液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記第１膜は、ポリプロピレン、またはポリエチレンテレフタレートである、液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記第１基板の一方面側を覆う工程において、前記第２膜は前記第１基板側に配置される、液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記第１基板の一方面に、貫通孔および前記圧電素子を収容する空間を有する第２基板を接合し、
前記第１基板の一方面側を覆う工程は、前記貫通孔を前記被覆膜により覆う、液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項において、
前記第１基板はシリコンであり、
前記第１基板をウェットエッチングする工程は、水酸化カリウム溶液によりウェットエッチングする、液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか１項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法により液体噴射ヘッドを製造する工程を有する、液体噴射装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッドの製造方法、および液体噴射装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴を吐出する液体噴射ヘッドの代表例としては、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドが挙げられる。このインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル孔に連通する圧力発生室と圧力発生室に連通するリザーバーとが形成される流路形成基板と、流路形成基板の一方の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圧電素子を保護するための保護基板と、を具備したものが知られている。また、保護基板上には、圧電素子を駆動するための駆動回路が実装され、さらに、保護基板には、圧力発生室に供給されるインクの流路となる貫通孔や、圧電素子と駆動回路とを接続する接続配線が挿通される貫通孔が形成されたものがある（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の製造方法では、まず、流路形成基板に、上記のような貫通孔が形成された保護基板を接合する。次に、貫通孔を覆うように保護フィルムを保護基板上に設ける。その後、例えば水酸化カリウム溶液（ＫＯＨ溶液）に対する耐性を有する耐ＫＯＨフィルムを保護基板上に設ける。そして、ＫＯＨ溶液の異方性エッチングによって流路形成基板に圧力発生室を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３２０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のようなアルカリ性のエッチング液（例えばＫＯＨ溶液）を用いて流路形成基板（例えばシリコン基板）をウェットエッチングする際に、水素が発生することがある。そして、発生した水素が、例えば流路形成基板に形成された貫通孔を通って圧電素子に接触し、圧電素子が劣化する場合がある。その結果、液体噴射ヘッドの信頼性が低下する場合がある。
【０００６】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、高い信頼性を有する液体噴射ヘッドの製造方法を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記液体噴射ヘッドの製造方法を含む液体噴射装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、
第１基板の一方面側に圧電素子を形成する工程と、
高分子材料からなる第１膜と前記第１膜に形成された無機材料からなる第２膜とを有する被覆膜により、前記第１基板の一方面側を覆う工程と、
前記第１基板の一方面側を覆う工程後、前記第１基板の他方面側から前記第１基板をウェットエッチングする工程と、を含む。
【０００８】
このような液体噴射ヘッドの製造方法によれば、第１基板をウェットエッチングする工程において、第１膜により、第２基板がエッチングされることを抑制し、かつ、エッチング液が圧電素子側に流れ込むことを抑制できる。さらに、第２膜により、発生した水素が圧電体層に接触することを抑制できる。したがって、高い信頼性を有する液体噴射ヘッドを得ることができる。
【０００９】
本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記第２膜は２周波プラズマＣＶＤ法によって形成されてもよい。
【００１０】
このような液体噴射ヘッドの製造方法によれば、例えば１周波プラズマＣＶＤ法に比べて、低温で第２膜を成膜することができる。したがって、第１膜が熱によって劣化することを抑制できる。
【００１１】
本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記第２膜は、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、またはダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）であってもよい。
【００１２】
このような液体噴射ヘッドの製造方法によれば、被覆膜は、第１基板のウェットエッチング工程において、より確実に、水素バリア膜として機能することができる。
【００１３】
本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記第１膜は、ポリプロピレン、またはポリエチレンテレフタレートであってもよい。
【００１４】
このような液体噴射ヘッドの製造方法によれば、被覆膜は、第１基板のウェットエッチング工程において、より確実に、エッチング液に耐性を有することができる。
【００１５】
本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記第１基板の一方面側を覆う工程において、前記第２膜は前記第１基板側に配置されてもよい。
【００１６】
このような液体噴射ヘッドの製造方法によれば、第１基板のウェットエッチング工程において、エッチング液が第２膜に接触することを抑制できる。そのため、第２膜が、エッチング液によって損傷することを抑制できる。
【００１７】
本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記第１基板の一方面に、貫通孔および前記圧電素子を収容する空間を有する第２基板を接合し、
前記第１基板の一方面側を覆う工程は、前記貫通孔を前記被覆膜により覆ってもよい。
【００１８】
このような液体噴射ヘッドの製造方法によれば、高い信頼性を有する液体噴射ヘッドを得ることができる。
【００１９】
本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記第１基板はシリコンであり、
前記第１基板をウェットエッチングする工程は、水酸化カリウム溶液によりウェットエッチングしてもよい。
【００２０】
このような液体噴射ヘッドの製造方法によれば、高い信頼性を有する液体噴射ヘッドを得ることができる。
【００２１】
本発明に係る液体噴射装置の製造方法は、
本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法により液体噴射ヘッドを製造する工程を有する。
【００２２】
このような液体噴射装置の製造方法によれば、高い信頼性を有する液体噴射装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態に係る液体噴射ヘッドを模式的に示す分解斜視図。
【図２】本実施形態に係る液体噴射ヘッドを模式的に示す平面図。
【図３】本実施形態に係る液体噴射ヘッドを模式的に示す断面図。
【図４】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造工程を模式的に示す断面図。
【図５】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造工程を模式的に示す断面図。
【図６】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造工程を模式的に示す断面図。
【図７】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造工程を模式的に示す断面図。
【図８】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造工程を模式的に示す断面図。
【図９】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造工程を模式的に示す断面図。
【図１０】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造工程を模式的に示す断面図。
【図１１】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造工程を模式的に示す断面図。
【図１２】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造工程を模式的に示す断面図。
【図１３】本実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造工程を模式的に示す断面図。
【図１４】本実施形態に係る液体噴射装置を模式的に示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
１．  液体噴射ヘッド
まず、本実施形態に係る液体噴射ヘッドについて、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る液体噴射ヘッド１００を模式的に示す分解斜視図である。図２は、本実施形態に係る液体噴射ヘッド１００を模式的に示す平面図である。図３は、本実施形態に係る液体噴射ヘッド１００を模式的に示す図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【００２６】
液体噴射ヘッド１００は、図１〜図３に示すように、第１基板２０と、圧電素子４０と、第２基板５０と、を含む。さらに、液体噴射ヘッド１００は、ノズルプレート１０と、振動板３０と、駆動回路６０と、コンプライアンス基板７０と、を含むことができる。なお、便宜上、図２では、駆動回路６０の図示を省略している。
【００２７】
ノズルプレート１０の形状は、例えば板状である。ノズルプレート１０の材質は、例えば、シリコン、ステンレス鋼（ＳＵＳ）である。ノズルプレート１０は、ノズル孔１２を有する。ノズル孔１２からは、液滴（インク滴）が吐出される。ノズル孔１２は、圧力発生室２４の数に応じて、複数設けられている。図示の例では、圧力発生室２４は、２列に並んで設けられているため、ノズルプレート１０は、２列に並んだノズル孔１２を有する。
【００２８】
第１基板２０は、ノズルプレート１０上に設けられている。第１基板２０は、互いに反対を向く第１面２１および第２面２２を有する。第１面２１は、第１基板２０の上面ともいえ、第２面２２は、第１基板２０の下面ともいる。第１基板２０としては、例えば、（１１０）配向のシリコン単結晶基板を用いることができる。第１基板２０がノズルプレート１０と振動板３０との間の空間を区画することにより、圧力発生室２４と、圧力発生室２４と連通する供給路２６と、供給路２６と連通する連通部２８と、が設けられている。例えば、第１基板２０を、流路形成基板２０ということもできる。
【００２９】
なお、図示の例では、圧力発生２４と、供給路２６と、連通部２８と、が区別されているが、これらはいずれも液体の流路（マニホールドということもできる）であって、このような流路はどのように設計されても構わない。例えば、供給路２６は、図示の例では流路の一部が狭窄された形状を有しているが、設計にしたがって任意に形成することができ、必ずしも必須の構成ではない。
【００３０】
圧力発生室２４は、例えば、複数設けられている。図示す例では、圧力発生室２４は、長手方向と短手方向とを有する形状であり、圧力発生室２４は、短手方向（Ｙ軸方向）に沿って２列に並んで設けられている。圧力発生室２４は、振動板３０の変形により容積が変化する。圧力発生室２４はノズル孔１２と連通しており、圧力発生室２４の容積が変化することによって、ノズル孔１２からインク滴が吐出される。
【００３１】
連通部２８は、複数の圧力発生室２４に対して共通の液体貯留部となるリザーバー８０の一部を構成することができる。連通部２８は、複数の供給路２６を介して、複数の圧力発生室２４と連通している。
【００３２】
供給路２６は、圧力発生室２４と連通する第１部分２６ａと、連通部２８と連通する第２部分２６ｂと、を有することができる。第１部分２６ａの幅（Ｙ軸方向の長さ）は、圧力発生室２４の幅、および第２部分２６ｂの幅も狭い。これにより、連通部２８から圧力発生室２４に流入する液体（インク）の流路抵抗を、一定に保持することができる。
【００３３】
振動板３０は、第１基板２０上に形成されている。振動板３０の形状は、例えば板状である。振動板３０には、貫通孔３２が形成されている。貫通孔３２は、振動板３０を厚み方向（Ｚ軸方向）に貫通している。貫通孔３２は、連通部２８と連通している。貫通孔３２は、液体貯留部となるリザーバー８０の一部を構成することができる。
【００３４】
図示の例では、振動板３０は、酸化シリコン層３４と、酸化シリコン層３４上に形成された酸化ジルコニウム層３６と、から構成されている。振動板３０は、可撓性を有し、圧電素子４０の動作によって変形（屈曲）することができる。
【００３５】
圧電素子４０は、振動板３０上に形成されている。圧電素子４０は、駆動回路６０に電気的に接続され、駆動回路６０の信号に基づいて動作（振動、変形）することができる。圧電素子４０の動作によって、振動板３０は、変形し、圧力発生室２４の内部圧力を適宜変化させることができる。圧電素子４０は、第１電極４２と、圧電体層４４と、第２電極４６と、を有する。
【００３６】
第１電極４２は、振動板３０上に形成されている。第１電極４２の形状は、例えば、層状または薄膜状である。第１電極４２の厚みは、例えば、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。第１電極４２の材質は、例えば、ニッケル、イリジウム、白金などの各種の金属、それらの導電性酸化物（例えば酸化イリジウムなど）、ストロンチウムとルテニウムとの複合酸化物（ＳｒＲｕＯｘ：ＳＲＯ）、ランタンとニッケルとの複合酸化物（ＬａＮｉＯｘ：ＬＮＯ）である。第１電極４２は、上記に例示した材料の単層構造でもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。
【００３７】
第１電極４２は、第２電極４６と一対になって、圧電体層４４に電圧を印加するための一方の電極（例えば、圧電体層４４の下方に形成された下部電極）となることができる。
【００３８】
なお、振動板３０を設けず、第１電極４２が振動板としての機能を有していてもよい。また、圧電素子４０自体が実質的に振動板を兼ねてもよい。
【００３９】
また、図示はしないが、第１電極４２と振動板３０との間には、例えば、両者の密着性を付与する層や、強度や導電性を付与する層が形成されてもよい。このような層の例としては、例えば、チタン、ニッケル、イリジウム、白金などの各種の金属、それらの酸化物の層が挙げられる。
【００４０】
圧電体層４４は、第１電極４２上に形成されている。圧電体層４４は、例えば、複数の圧力発生室２４に対応して、複数設けられている。図示の例では、圧力発生室２４は、２列に並んで設けられているので、圧電体層４４についても同様に、２列に並んで設けられている。
【００４１】
圧電体層４４の厚みは、例えば、３００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である。圧電体層４４としては、ペロブスカイト型酸化物の圧電材料を用いることができる。より具体的には、圧電体層４４の材質は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３：ＰＺＴ）、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｂ）Ｏ３：ＰＺＴＮ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、ニオブ酸カリウムナトリウム（（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３）である。
【００４２】
圧電体層４４は、圧電性を有することができ、第１電極４２および第２電極４６によって電圧が印加されることで変形することができる。
【００４３】
第２電極４６は、圧電体層４４上に形成されている。第２電極４６は、圧電体層４４を介して、第１電極４２と対向して配置されている。第２電極４６の形状は、例えば、層状または薄膜状の形状である。第２電極４６の厚みは、例えば、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。第２電極４６の材質としては、例えば、第１電極４２の材質として列挙した材料を用いることができる。
【００４４】
第２電極４６の機能の一つとしては、第１電極４２と一対になって、圧電体層４４に電圧を印加するための他方の電極（例えば、圧電体層４４の上方に形成された上部電極）となることが挙げられる。
【００４５】
第２電極４６は、複数の圧電体層４４に対応して複数設けられてもよい。複数の第２電極４６は、互いに電気的に分離していてもよい。一方、第１電極４２は、複数の圧電体層４４に対して、共通した電極であってもよい。すなわち、複数の圧電体層４４に対して、第２電極４６は、個別電極であり、第１電極４２は、共通電極であってもよい。これにより、複数の圧電体層４４の各々を、独立して駆動させることができる。なお、図示はしないが、第１電極４２を個別電極とし、第２電極４６を共通電極としてもよい。
【００４６】
第２電極４６上には、リード電極４８が形成されている。リード電極４８は、圧電素子４０のリザーバー８０側とは反対側の端部近傍から引き出され、振動板３０上にまで延出している。リード電極４８の材質は、例えば、金、銅である。
【００４７】
第２基板５０は、振動板３０上に形成されている。より具体的には、第２基板５０は、振動板３０を介して、第１基板２０の第１面２１側に接着剤９０を用いて接合されている。第２基板５０は、ガラス基板やセラミックス基板でもよいが、第１基板２０と同様に（１１０）配向のシリコン単結晶基板であることが好ましい。これにより、第２基板５０の熱膨張係数と、第１基板２０の熱膨張係数と、を同じにすることができる。
【００４８】
第２基板５０は、互いに反対を向く第３面５１および第４面５２を有する。第３面５１は、第２基板５０の下面ともいえ、第４面５２は、第２基板５０の上面ともいる。第３面５１は、振動板３０を介して、第１基板２０の第１面２１と対向している。第３面５１には、例えば、凹部５４が形成されている。凹部５４によって形成される空間５５内は、圧電素子４０を収容することができる。図示の例では、空間５５は、凹部５４を形成する第３面５１、振動板３０の上面、および接着剤９０の側面によって形成されている。空間５５は、圧電素子４０の動作を阻害しない程度の大きさである。空間５５は、密封されていてもよいし、密封されていなくてもよい。第２基板５０によって、圧電素子４０を保護することができる。例えば、第２基板５０を、保護基板５０ということもできる。
【００４９】
第２基板５０には、貫通孔５６が形成されている。貫通孔５６は、第３面５１から第４面５２まで貫通している。貫通孔５６は、振動板３０に設けられた貫通孔３２を介して、第１基板２０に設けられた連通部２８と連通している。連通部２８と、貫通孔３２と、貫通孔５６とは、リザーバー８０を構成することができる。リザーバー８０は、外部（例えばインクカートリッジ）から、インクを一時貯留することができる。リザーバー８０内のインクは、供給路２６を介して、圧力発生室２４に供給されることができる。
【００５０】
なお、図示の例では、複数の圧力発生室２４に対して共通の連通部２８を設けているが、連通部２８を圧力発生室２４ごとに複数に分割して、貫通孔３２および貫通孔５６のみをリザーバーとしてもよい。さらに、例えば、第１基板２０に圧力発生室２４のみを設け、第１基板２０および振動板３０に、リザーバーと、各圧力発生室２４に連通する供給路と、を設けてもよい。
【００５１】
第２基板５０には、さらに、貫通孔５８が形成されている。貫通孔５８は、第３面５１から第４面５２まで貫通している。第２電極４６から引き出されたリード電極４８の端部近傍は、貫通孔５８内に露出するように設けられている。
【００５２】
駆動回路６０は、駆動配線６２を介して、第２基板５０上に設けられている。駆動回路６０としては、例えば、回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）を用いることができる。駆動回路６０は、ボンディングワイヤー等の導電性ワイヤーからなる接続配線６４を介して、リード電極４８に接続されている。これにより、駆動回路６０は、圧電素子４０に駆動信号を入力することができる。なお、図示はしないが、第２基板５０と駆動配線６２との間には、酸化シリコン等からなる絶縁層が形成されていてもよい。
【００５３】
コンプライアンス基板７０は、第２基板５０上に形成されている。コンプライアンス基板７０は、封止膜７２と、固定板７４と、を有することができる。封止膜７２は、第２基板５０上に形成され、リザーバー８０の一方の開口（貫通孔５６の一方の開口）を封止している。封止膜７２としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルムを用いることができる。封止膜７２は、剛性が小さく可撓性を有することができる。
【００５４】
固定板７４は、封止膜７２上に形成されている。固定板７４には、貫通孔７６が形成されている。貫通孔７６は、固定板７４を厚み方向に貫通しており、貫通孔５６の上方に配置されている。すなわち、図示の例では、リザーバー８０の一方の開口は、封止膜７２のみによって封止されている。
【００５５】
なお、上記の例では、液体噴射ヘッド１００がインクジェット式記録ヘッドである場合について説明した。しかしながら、本実施形態の液体噴射ヘッドは、例えば、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（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドなどとして用いられることもできる。
【００５６】
２．  液体噴射ヘッドの製造方法
次に、本実施形態に係る液体噴射ヘッド１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図４〜図１３は、本実施形態に係る液体噴射ヘッド１００の製造工程を模式的に示す断面図である。
【００５７】
図４に示すように、第１基板２０の少なくとも第１面２１に、酸化シリコン層３４を形成する。酸化シリコン層３４は、例えば、熱酸化法によって形成される。次に、酸化シリコン層３４上に、酸化ジルコニウム層３６を形成する。酸化ジルコニウム層３６は、例えば、スパッタ法により形成される。以上の工程により、振動板３０を形成することができる。
【００５８】
図５に示すように、振動板３０上に、第１電極４２、圧電体層４４、および第２電極４６を、この順で形成する。第１電極４２および第２電極４６は、例えば、スパッタ法、めっき法、真空蒸着法により導電層（図示せず）を成膜した後に、該導電層をパターニングすることによって形成される。圧電体層４４は、例えば、ゾルゲル法、ＭＯＤ（Metal Organic Deposition）法、スパッタ法、レーザーアブレーション法により圧電体層（図示せず）を成膜した後に、該圧電体層をパターニングすることによって形成される。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によって行われる。なお、圧電体層４４を形成するためのパターニングと、第２電極４６を形成するためのパターニングとは、一括で行われてもよい。以上の工程により、第１基板２０の第１面２１側（一方面側）に、圧電素子４０を形成することができる。
【００５９】
図６に示すように、第２電極４６上から振動板３０上にわたって、リード電極４８を形成する。リード電極４８は、例えば、スパッタ法による成膜、およびパターニングによって形成される。
【００６０】
図７に示すように、第１面２１側に（より具体的には振動板３０に）、貫通孔５６，５８および凹部５４が形成された第２基板５０を、第３面５１が振動板３０を介して第１面２１と対向するように、接合させる。そして、第３面５１によって（凹部５４によって）形成される空間５５内に、圧電素子４０を収容する。第２基板５０の接合は、例えば、接着剤９０を用いて行われる。第２基板５０上には、駆動配線６２が形成されている。駆動配線６２は、例えば、スパッタ法による成膜、およびパターニングによって形成される。
【００６１】
図８に示すように、第１基板２０を所定の厚みに薄板化する。第１基板２０の薄板化は、例えば、第２面２２を研削した後、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法で研磨することにより行われる。これにより、第２面２２の平坦性を、高くすることができる。
【００６２】
図９に示すように、被覆膜１１０により、第１基板２０の第１面２１側を覆う。より具体的には、第２基板５０の第４面５２を覆うように（貫通孔５６および貫通孔５８を覆うように）、被覆膜１１０を第２基板５０に接合する。これにより、貫通孔５６および貫通孔５８は、封止される。
【００６３】
ここで、図１０は、被覆膜１１０と第２基板５０との接合部近傍を模式的に示す断面図である。被覆膜１１０は、図９および図１０に示すように、高分子材料の第１膜１１２に、無機材料の第２膜１１４を成膜して形成される。
【００６４】
第１膜１１２の材質は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）である。第１膜１１２は、後述する第１基板２０のウェットエッチング工程において用いられるアルカリ性のエッチング液に対して、耐性を有することができる。第１膜１１２の厚みは、例えば、１０μｍ以上５０μｍ以下であることが望ましい。第１膜の厚みが１０μｍより小さいと、第１膜の取り扱いが難しくなり、かつ、異物による傷や欠陥が発生する可能性がある。第１膜の厚みが５０μｍより大きいと、第１膜は熱収縮が大きくなり、第２基板に与える応力が大きくなってしまう場合がある。特に、第１基板２０のウェットエッチング工程において、例えば８０℃程度の熱を加えることにより反応速度を大きくし、ウェットエッチング時間の短縮化を図る場合があるので、上記のような第１膜の熱収縮が問題となる場合がある。
【００６５】
第２膜１１４は、第１膜１１２の一方の面（図示の例では下面）に成膜される。第２膜１１４の成膜は、例えば、プラズマソース側とバイアス側との両方にＲＦ（Radio Frequency）を印加する２周波プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により行われる。具体的な条件としては、プラズマソース側の周波数を２７ＭＨｚ程度、プラズマソース側の電力を３００Ｗ程度、バイアス側の周波数を３８０ｋＨｚ程度、バイアス側の電力を３００Ｗ程度とすることができる。２周波プラズマＣＶＤ法によって、低温（例えば２５℃程度）で第２膜１１４を成膜することができる。第１膜１１２として、ポリプロピレン膜またはポリエチレンテレフタレート膜を用いた場合、第１膜１１２の耐熱温度は、１２０℃以上１５０℃以下程度である。したがって、第２膜１１４の成膜に２周波プラズマＣＶＤ法を用いることにより、第１膜１１２が熱によって劣化することを抑制できる。例えば、１周波プラズマＣＶＤ法の成膜温度は３００℃以上４５０℃以下程度であり、第２膜の成膜に１周波プラズマＣＶＤ法を用いると、第１膜が熱によって劣化してしまう場合がある。
【００６６】
第２膜１１４の材質は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）である。第２膜１１４は、後述する第１基板２０のウェットエッチング工程の際に発生する水素が、圧電体層４４に接触することを抑制できる。すなわち、第２膜１１４は、水素バリア膜として機能することができる。例えば、水素が貫通孔を通って圧電体層に接触すると、還元反応により圧電素子が劣化し、液体噴射ヘッドの信頼性が低下してしまう場合がある。第２膜１１４の厚みは、例えば、１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。２周波プラズマＣＶＤ法の成膜速度は、１周波プラズマＣＶＤ法の成膜速度よりも大きいため、第２膜１１４の成膜時間を短縮することができる。
【００６７】
第２膜１１４は、図９および図１０に示すように、第１膜１１２よりも、第２基板５０側（第１基板２０側）に配置される。すなわち、第１膜１１２が外側（上側）に配置される。これにより、第１基板２０のウェットエッチング工程において、エッチング液が第２膜１１４に接触することを抑制できる。そのため、第２膜１１４が、エッチング液によって損傷することを抑制できる。
【００６８】
被覆膜１１０と第２基板５０との接合は、例えば接着剤９２によって行われる。図示の例では、接着剤９２は、第１膜１１２と第２基板５０との間に設けられ、第１膜１１２と第２基板５０とを接着している。すなわち、第２膜１１４は、図１０に示すように、第１膜１１２の面に未成膜部１１３を残すように成膜され、未成膜部１１３に接着剤９２が設けられている。未成膜部１１３は、例えば、第１膜１１２の周辺部に設けられている。第１膜１１２と第２基板５０とを接着させることにより、第２膜１１４と第２基板５０とを接着させる場合に比べて、密着性を向上させることができる。接着剤９２としては、例えば、熱硬化性のエポキシ系接着剤を用いることができる。なお、被覆膜１１０は、目視検査が可能となるように、透明であることが望ましい。
【００６９】
図１１に示すように、第１基板２０の第２面２２に、所定の形状を有するマスク膜１２０を形成する。上記のように、ＣＭＰ法によって第２面２２の平坦性を高くすることにより、第２面２２とマスク膜１２０との密着性を向上させることができる。これにより、第２面２２とマスク膜１２０の間にエッチング液がしみ込むことを抑制できる。マスク膜１２０の材質は、例えば、酸化シリコンである。
【００７０】
図１２に示すように、マスク膜１２０をマスクとして、第１基板２０の第２面２２側（他方面側）から第１基板２０をウェットエッチングし、圧力発生室２４、供給路２６、および連通部２８となる開口部２９を形成する。ウェットエッチングのエッチング液としては、アルカリ性の溶液を用いることができる。より具体的には、エッチング液としては、水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液や水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）溶液などを用いることができる。第１基板２０として（１１０）配向のシリコン基板を用いた場合は、上記のエッチング液によって異方性エッチングを行うことができる。エッチングの際に、酸化シリコン層３４は、エッチングストッパーとして機能することができる。
【００７１】
図１３に示すように、被覆膜１１０およびマスク膜１２０を除去する。次に、振動板３０に貫通孔３２を形成し、貫通孔５６と開口部２９を連通させる。
【００７２】
図３に示すように、駆動配線６２上に、駆動回路６０を配置する。そして、駆動回路６０とリード電極４８とを、接続配線６４で接続する。次に、第１基板２０の第２面２２に、ノズルプレート１０を接合する。これにより、圧力発生室２４、供給路２６、および連通部２８（リザーバー８０）が形成される。第１基板２０とノズルプレート１０との接合は、例えば、接着剤や熱溶着フィルムによって行われる。次に、第２基板５０上にコンプライアンス基板７０を接合する。
【００７３】
なお、駆動回路６０を配置する工程、ノズルプレート１０を接合する工程、およびコンプライアンス基板７０を接合する工程は、その先後を問わない。
【００７４】
以上の工程によって、本実施形態に係る液体噴射ヘッド１００を製造することができる。
【００７５】
液体噴射ヘッド１００の製造方法によれば、被覆膜１１０を、第１基板２０の第１面２１側を覆うように接合することができる。より具体的には、第２基板５０の第４面５２を覆うように、第２基板５０に被覆膜１１０を接合することができる。これにより、貫通孔５６，５８は、封止される。被覆膜１１０は、高分子材料の第１膜１１２に、無機材料の第２膜１１４を成膜して形成される。そのため、開口部２９を形成するための第１基板２０のウェットエッチング工程において、第１膜１１２により、第２基板５２がエッチングされることを抑制し、かつ、エッチング液が圧電素子４０側に流れ込むことを抑制できる。さらに、第２膜１１４により、発生した水素が圧電体層４４に接触することを抑制できる。したがって、液体噴射ヘッド１００の製造方法によれば、高い信頼性を有する液体噴射ヘッド１００を得ることができる。
【００７６】
液体噴射ヘッド１００の製造方法によれば、第２膜１１４を、２周波プラズマＣＶＤ法によって成膜することができる。２周波プラズマＣＶＤ法では、例えば１周波プラズマＣＶＤ法に比べて、低温で成膜することができる。したがって、第１膜１１２が熱によって劣化することを抑制できる。
【００７７】
液体噴射ヘッド１００の製造方法によれば、第１膜１１２の材質を、ポリプロピレン、またはポリエチレンテレフタレートとし、第２膜１１４の材質を、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、またはダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）とすることができる。これにより、被覆膜１１０は、第１基板２０のウェットエッチング工程において、より確実に、エッチング液に耐性を有し、かつ水素バリア膜として機能することができる。さらに、被覆膜として、例えばポリパラフェニレンテレフタルアミド（ＰＰＴＡ）フィルムを用いる場合に比べて、製造コストを低減することができる。
【００７８】
液体噴射ヘッド１００の製造方法によれば、第２膜１１４は、第２基板５０側（第１基板２０側）に配置されることができる。すなわち、第１膜１１２が外側に配置される。これにより、第１基板２０のウェットエッチング工程において、エッチング液が第２膜１１４に接触することを抑制できる。そのため、第２膜１１４が、エッチング液によって損傷することを抑制できる。
【００７９】
３．  液体噴射装置
次に、本実施形態にかかる液体噴射装置について、図面を参照しながら説明する。図１４は、本実施形態にかかる液体噴射装置７００を模式的に示す斜視図である。
【００８０】
液体噴射装置７００は、本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法により製造された液体噴射ヘッドを有する。以下では、本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法により製造された液体噴射ヘッド１００を用いた例について説明する。
【００８１】
液体噴射装置７００は、図１４に示すように、ヘッドユニット７３０と、駆動部７１０と、制御部７６０と、を含む。液体噴射装置７００は、さらに、液体噴射装置７００は、装置本体７２０と、給紙部７５０と、記録用紙Ｐを設置するトレイ７２１と、記録用紙Ｐを排出する排出口７２２と、装置本体７２０の上面に配置された操作パネル７７０と、を含むことができる。
【００８２】
ヘッドユニット７３０は、上述した液体噴射ヘッド１００から構成されるインクジェット式記録ヘッド（以下単に「ヘッド」ともいう）を有する。ヘッドユニット７３０は、さらに、ヘッドにインクを供給するインクカートリッジ７３１と、ヘッドおよびインクカートリッジ７３１を搭載した運搬部（キャリッジ）７３２と、を備える。
【００８３】
駆動部７１０は、ヘッドユニット７３０を往復動させることができる。駆動部７１０は、ヘッドユニット７３０の駆動源となるキャリッジモーター７４１と、キャリッジモーター７４１の回転を受けて、ヘッドユニット７３０を往復動させる往復動機構７４２と、を有する。
【００８４】
往復動機構７４２は、その両端がフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸７４４と、キャリッジガイド軸７４４と平行に延在するタイミングベルト７４３と、を備える。キャリッジガイド軸７４４は、キャリッジ７３２が自在に往復動できるようにしながら、キャリッジ７３２を支持している。さらに、キャリッジ７３２は、タイミングベルト７４３の一部に固定されている。キャリッジモーター７４１の作動により、タイミングベルト７４３を走行させると、キャリッジガイド軸７４４に導かれて、ヘッドユニット７３０が往復動する。この往復動の際に、ヘッドから適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。
【００８５】
なお、本実施形態では、液体噴射ヘッド１００および記録用紙Ｐがいずれも移動しながら印刷が行われる液体噴射装置の例を示しているが、本発明の液体噴射装置は、液体噴射ヘッド１００および記録用紙Ｐが互いに相対的に位置を変えて記録用紙Ｐに印刷される機構であればよい。また、本実施形態では、記録用紙Ｐに印刷が行われる例を示しているが、本発明の液体噴射装置によって印刷を施すことができる記録媒体としては、紙に限定されず、布、フィルム、金属など、広範な媒体を挙げることができ、適宜構成を変更することができる。
【００８６】
制御部７６０は、ヘッドユニット７３０、駆動部７１０および給紙部７５０を制御することができる。
【００８７】
給紙部７５０は、記録用紙Ｐをトレイ７２１からヘッドユニット７３０側へ送り込むことができる。給紙部７５０は、その駆動源となる給紙モーター７５１と、給紙モーター７５１の作動により回転する給紙ローラー７５２と、を備える。給紙ローラー７５２は、記録用紙Ｐの送り経路を挟んで上下に対向する従動ローラー７５２ａおよび駆動ローラー７５２ｂを備える。駆動ローラー７５２ｂは、給紙モーター７５１に連結されている。制御部７６０によって供紙部７５０が駆動されると、記録用紙Ｐは、ヘッドユニット７３０の下方を通過するように送られる。ヘッドユニット７３０、駆動部７１０、制御部７６０および給紙部７５０は、装置本体７２０の内部に設けられている。
【００８８】
なお、上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【００８９】
上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。したがって、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００９０】
１０  ノズルプレート、１２  ノズル孔、２０  第１基板、２１  第１面、
２２  第２面、２４  圧力発生室、２６  供給路、２６ａ  第１部分、
２６ｂ  第２部分、２８  連通部、２９  開口部、３０  振動板、３２  貫通孔、
３４  酸化シリコン層、３６  酸化ジルコニウム層、４０  圧電素子、４２  第１電極、
４４  圧電体層、４６  第２電極、４８  リード電極、５０  第２基板、５１  第３面、
５２  第４面、５４  凹部、５５  空間、５６  貫通孔、５８  貫通孔、
６０  駆動回路、６２  駆動配線、６４  接続配線、７０  コンプライアンス基板、
７２  封止膜、７４  固定板、７６  貫通孔、８０  リザーバー、９０  接着剤、
９２  接着剤、１００  液体噴射ヘッド、１１０  被覆膜、１１２  第１膜、
１１３  未成膜部、１１４  第２膜、１２０  マスク膜、７００  液体噴射装置、
７１０  駆動部、７２０  装置本体、７２１  トレイ、７２２  排出口、
７３０  ヘッドユニット、７３１  インクカートリッジ、７３２  キャリッジ、
７４１  キャリッジモーター、７４２  往復動機構、７４３  タイミングベルト、
７４４  キャリッジガイド軸、７５０  給紙部、７５１  給紙モーター、
７５２  給紙ローラー、７５２ａ  従動ローラー、７５２ｂ  駆動ローラー、
７６０  制御部、７７０  操作パネル
【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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