(57)【要約】【課題】製造過程で振動板を支持する基材１を完全に除去しても、振動板に皺が発生しにくい液体吐出ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】振動板１３の上面と配線層１Ｂの下面とを、接着剤および空隙形成材１７ａ，１７ｂを用いて接合する。該接着剤のヤング率よりも空隙形成材１７ａ，１７ｂの方が高い。【選択図】  図５
2016049676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板と、該振動板に形成され、液体を吐出するために前記振動板を振動させる駆動手段と、を備える液体吐出ヘッドの製造方法であって、
基板の一方の面に前記振動板を成膜により形成し、前記振動板の前記基板とは反対側の第一面に前記駆動手段を形成する第１の工程と、
前記駆動手段と電気的に接続される配線層を作製する第２の工程と、
前記第一面と前記配線層とを、空隙形成材および接着剤を用いて接合する第３の工程と、
前記第３の工程の後に、前記基板を除去して、前記振動板の前記第一面とは反対側の第二面を露出させる第４の工程と、
を有し、
前記空隙形成材は、前記接着剤よりも高いヤング率を有する、液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、
液体を吐出する吐出孔と、該吐出孔に連通し、内壁面の一部が前記振動板で構成される圧力室とを備えた流路形成部を前記露出した第二面に対して作製する工程をさらに有し、
前記圧力室を形成する際に、フォトリソグラフィ法によって前記振動板に直接、前記圧力室を画定する壁を形成する、液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記壁を樹脂で形成する、液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記第３の工程は、前記第一面の上に前記接着剤を設けずに前記空隙形成材を形成する、液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
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の製造方法であって、
前記第３の工程において前記第一面と前記配線層の間に前記空隙形成材を設けるとき、該空隙形成材を前記第一面の前記駆動手段の周囲に配置する、液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
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の製造方法であって、
前記空隙形成材として、前記接着剤よりも高いヤング率を有する、ニッケル、シリコン、シリコン化合物、またはガラスのいずれかを使用する、液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記駆動手段としてＰＺＴからなる圧電体を使用する、液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
振動板と、前記振動板の一方の面に配置され、液体を吐出するために前記振動板を振動させる駆動手段と、前記一方の面に、前記駆動手段を収める空隙を形成する空隙形成材を介して接合された配線層と、を備えた液体吐出ヘッドにおいて、
前記空隙形成材と前記一方の面との間と、前記空隙形成材と前記配線層との間のいずれか一方または両方が接着剤で接着されており、該空隙形成材は該接着剤よりも高いヤング率を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項９】
請求項８に記載の液体吐出ヘッドであって、
前記一方の面の上に前記接着剤を設けずに前記空隙形成材が形成されている、液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の液体吐出ヘッドであって、
前記空隙形成材は、前記接着剤よりも高いヤング率を有する、ニッケル、シリコン、シリコン化合物、またはガラスのいずれかによって形成されている、液体吐出ヘッド。
【請求項１１】
請求項８から１０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドであって、
液体を吐出する吐出孔と、該吐出孔に連通し、前記振動板の他方の面に前記駆動手段に対応して形成された圧力室とを備え、
前記圧力室を画定する壁が樹脂で形成されている、液体吐出ヘッド。
【請求項１２】
請求項８から１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドであって、
前記駆動手段はＰＺＴからなる圧電体を有する、液体吐出ヘッド。
【請求項１３】
振動板と、該振動板に設けられ液体を吐出するために前記振動板を振動させる圧電体と、を備える液体吐出ヘッドの製造方法であって、
基板の一方の面に形成された振動板と当該振動板の上に形成された圧電体とを備える第１部材と、配線層を備える第２部材と、を用意する工程と、
前記第１部材と前記第２部材とを、当該第１部材と第２部材との間に空隙を形成するように空隙形成材を間に介して接着剤を用いて接合する工程と、
前記接合する工程の後に、前記基板を除去する工程と、
を有し、
前記空隙形成材は、前記接着剤よりも高いヤング率を有する、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およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出ヘッドには、液体を吐出する吐出孔と、吐出孔に連通する圧力室と、圧力室の内壁面の一部を構成する振動板と、振動板を振動させる駆動手段とを備え、振動板を駆動手段によって振動させることで、圧力室内の液体を吐出孔から吐出させる方式のものがある。その中でも、駆動手段としてＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる圧電体を使用し、ＰＺＴ膜を振動板上に成膜して形成する液体吐出ヘッドが知られている（特許文献１参照）。
振動板については、その性能を発揮するために０．１〜数μｍ程度の厚さとする必要がある。しかし、振動板が薄くするにつれて、振動板上にＰＺＴ膜を成膜する作業における振動板のハンドリングが困難になるという問題が発生する。
【０００３】
この問題に対し、特許文献１は、以下に説明する製造方法を示している。図９を参照しながら、特許文献１に記載された液体吐出ヘッドの製造方法を詳しく説明する。
先ず、図９（ａ）に示される基材９１を予め作製しておく。具体的には、Ｓｉ基板９３の一方の面の全面に、後の工程で振動板となる薄膜９４を成膜する。Ｓｉ基板９３には薄膜９４よりも十分に厚い基板を使用している。次いで、基材９１における薄膜９４上に電極下地膜９５および下部電極膜９６を順に形成し、下部電極膜９６上にＰＺＴ薄膜９７を形成し、ＰＺＴ薄膜９７上に上部電極膜９８を形成することにより、薄膜９４上に圧電体を形成する。
【０００４】
基材９１の他にも、図９（ａ）に示される配線層９２を予め作製しておく。配線層９２を作製するには、基材９１側のＳｉ基板９３とは別のＳｉ基板９９の一方の面に絶縁膜１００を形成し、絶縁膜１００上に、基材９１側の上部電極膜９８と電気的に接続するための電極膜１０１を形成する。更に絶縁膜１００上に感光性のドライフィルム１０２を、電極膜１０１および貫通孔１０３の部位を除いて形成し、電極膜１０１上に半田からなる接点部１０４を形成する。貫通孔１０３はＳｉ基板９９の他方の面より、Ｓｉ基板９９および絶縁膜１００を貫通するように形成される。次いで、当該他方の面と貫通孔１０３の内壁面とに絶縁膜１０５を形成し、絶縁膜１０５上に配線１０６をパターニングする。配線１０６は、貫通孔１０３を介して電極膜１０１と電気的に接続される。
【０００５】
続いて、上記のようにＰＺＴ薄膜９７等が形成された基材９１と、配線層９２とを接合して、図９（ｂ）に示した上部層１０７を作製する。この接合の際は、基材９１のＰＺＴ薄膜９７が形成された側の面と、配線層９２のドライフィルム１０２とを加熱しながら互いに押し付けることにより接合する。この加熱接合により、ドライフィルム１０２が接着剤となって基材９１に接着されるとともに、接点部１０４が溶けてＰＺＴ薄膜９７上の上部電極膜９８と接合される。
上部層１０７を作製した後、図９（ｂ）〜（ｃ）に示すように、上部層１０７を構成する基材９１からＳｉ基板９３を除去して、薄膜９４を上部層１０７の表面に露出させる。また、基材９１からＳｉ基板９３を除去して残った薄膜９４が振動板になる。
【０００６】
さらに、図９（ｃ）に示すように、上部層１０７と下部層１０８を接合する。下部層１０８は、Ｓｉ基板１０９上に感光性のドライフィルム１１０を積層して形成される。ドライフィルム１１０には圧力室１１１となる凹部が形成され、Ｓｉ基板１０９には圧力室１１１に連通する吐出孔１１２が形成される。そして、ドライフィルム１１０の凹部（圧力室１１１）を上部層１０７のＰＺＴ薄膜９７に対して位置合わせし、下部層１０８のドライフィルム１１０と上部層１０７の露出した薄膜９４とを加熱しながら互いに押し付けることにより、下部層１０８と上部層１０７を接合する。この接合によって、ドライフィルム１１０と薄膜９４が圧力室１１１の内壁面を構成する。
以上に説明した工程により、図９（ｄ）に示した液体吐出ヘッドが製造される。
【０００７】
特許文献１に記載の製造方法では、薄膜９４からなる振動板に配線層９２が接合されるまでは、該振動板をこれよりも厚いＳｉ基板９３上に成膜により形成し、Ｓｉ基板９３を振動板のハンドリングの為の支持基板としている。このため、薄い振動板であってもハンドリングが容易になっている。また、配線層９２を接合した後は、配線層９２側のＳｉ基板９９を薄い振動板の支持基板として使うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＷＯ２０１１／０９９３１６号公報（図４〜６参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した特許文献１に記載の製造方法では、図９（ｂ）〜（ｃ）に示すように、基材９１のＰＺＴ薄膜９７が形成された面に配線層９２を接合することにより、上部層１０７を作製している。この配線層９２の接合時、配線層９２における感光性ドライフィルム１０２が、基材９１のＰＺＴ薄膜９７が形成された面に配線層９２を接着する接着剤として使用されている。さらに感光性ドライフィルム１０２は、基材９１のＰＺＴ薄膜９７が形成された面と配線層９２のＰＺＴ薄膜９７側の面との間にＰＺＴ薄膜９７を収めるための空隙を形成するという機能も果たしている。
上部層１０７の作製中、基材９１と配線層９２の接合時の加熱や荷重で薄膜９４に応力が加わるが、薄膜９４がＳｉ基板９３上に成膜により張り付いているために、この応力の殆どは基板で耐えている。上部層１０７の作製後、上部層１０７中の基材９１からＳｉ基板９３を完全に除去すると、薄膜９４の片側面だけを感光性ドライフィルム１０２で支持する状態になる。この結果、薄膜９４内に存在する応力（内部応力）に耐えるための部材は上記の空隙を形成する厚い感光性ドライフィルム１０２となるが、ドライフィルム材は低ヤング率の材料であるため前述の内部応力に耐えることができない。そのため、振動板としての薄膜９４に皺や歪みが発生するおそれがある。
【００１０】
そこで本発明の目的は、特許文献１に記載の製造方法のように製造過程で振動板としての薄膜９４を支持する基材１を完全に除去しても、振動板に皺が発生しにくい液体吐出ヘッドの製造方法を提供することにある。更に本発明の目的は、当該製造方法によって得られる液体吐出ヘッドを提供することでもある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一の態様は、振動板と、該振動板の第一面に形成され、液体を吐出するために該振動板を振動させる駆動手段と、を備える液体吐出ヘッドの製造方法に係わる。
この態様の液体吐出ヘッドの製造方法は、
基板の一方の面に振動板を成膜により形成し、振動板の基板とは反対側の第一面に駆動手段を形成する第１の工程と、
駆動手段と電気的に接続される配線層を作製する第２の工程と、
振動板の第一面と配線層とを、空隙形成材および接着剤を用いて接合する第３の工程と、
第３の工程の後に、基板を除去して、振動板の第一面とは反対側の第二面を露出させる第４の工程と、を有し、
空隙形成材は、接着剤よりも高いヤング率を有する。
【００１２】
また、本発明の別の態様は、振動板と、振動板の第一面に配置され、液体を吐出するために該振動板を振動させる駆動手段と、第一面に空隙形成材を介して接合された配線層と、を備えた液体吐出ヘッドに係わるものである。そして、当該態様の液体吐出ヘッドにおいて、空隙形成材は、振動板と配線層の間に駆動手段を収めるための空隙を形成している。さらに空隙形成材は、空隙形成材と振動板の第一面との間と、空隙形成材と配線層との間のいずれか一方または両方を接着する接着剤よりも高いヤング率を有する。
【００１３】
上記態様の液体吐出ヘッドを製造するとき、熱や荷重などによって各部材に応力が加わる。振動板については、第３の工程までは、振動板が基板の一面に成膜されているために、この応力により振動板に変形が生じることはない。第４の工程からは、接着剤を用いて振動板と配線層の間に設けられた空隙形成材が、振動板内に存在する応力（内部応力）に耐えるための部材となる。この空隙形成材は接着剤よりも高いヤング率を有するものである。
特許文献１に記載された製造方法では、空隙形成材に相当する部材が感光性ドライフィルムの１層からなっており、当該感応性ドライフィルムが、振動板と配線層との間を接着する接着剤としての機能を兼ねている。これに対し、本発明の製造方法および、これによる液体吐出ヘッドでは、振動板と配線層とが空隙形成材および接着剤を用いて接合されるが、振動板と配線層の間の強度の殆どは空隙形成材の強度が支配的となり、振動板に変形が生じることはない。
【発明の効果】
【００１４】
以上に説明したように本発明によれば、製造過程で振動板を支持する基材が完全に除去されても、振動板に皺が発生しにくい液体吐出ヘッドの製造方法を提供できる。したがって吐出均一性に優れた液体吐出ヘッドを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態１における振動部の作製工程を説明する図である。
【図２】実施形態１の空隙形成材の場所を示す平面図および断面図である。
【図３】実施形態１における配線層の作製工程を説明する図である。
【図４】実施形態１における吐出力発生部の作製を説明する図である。
【図５】実施形態１における吐出力発生部の作製を説明する図である。
【図６】実施形態１における流路形成部の作製を説明する図である。
【図７】実施形態２の空隙形成材の作製方法を説明する図である。
【図８】実施形態３の流路形成部の作製を説明する図である。
【図９】特許文献１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、図面を参照しながら本発明の実施形態を幾つか例示して説明する。
［実施形態１］
図１〜図６は本発明の実施形態１による液体吐出ヘッドの製造方法を示している。実施形態１の製造方法によって製造する液体吐出ヘッドは、図６（ｅ）に示すように、吐出力発生部１と、吐出力発生部１の上面に接合された流路形成部２とを備える。吐出力発生部１は、振動板１３および圧電体１５を含む振動部１Ａと、配線層（配線部材）１Ｂとを有しており、流路形成部２は吐出孔２８および圧力室２９を有する。
振動板１３が圧力室２９の一の内壁面を構成しており、液体供給路２５から圧力室２９へ液体を供給し、圧電体パターン１５ａを駆動して振動板１３を振動させることで、圧力室内の液体を吐出孔２９から吐出させる構成である。
【００１７】
以下、実施形態１の液体吐出ヘッドの製造方法を第１〜５の工程に分けて述べていくが、本発明による液体吐出ヘッドの製造方法は、以下に述べる５つの工程に区分することに限定されることはない。
実施形態１では、第１〜第３の工程によって吐出力発生部１を作製し、その後、吐出力発生部１の上に流路形成部２を作製することで、液体吐出ヘッドを完成させる。また、第１の工程によって振動部（第１部材）１Ａを作製し、第２の工程によって配線層１Ｂ（第２部材）を作製し、第３の工程によって振動部１Ａと配線層１Ｂを接合して吐出力発生部１を作製する。
【００１８】
（第１の工程）
図１は振動部１Ａを作製する工程を断面図で示している。
振動部１Ａの作製において、まず、図１（ａ）に示すように、Ｓｉ（シリコン）からなる基材１２（厚さ：５２５μｍ）を用意する。
次いで、図１（ｂ）に示すように、ＬＰ−ＣＶＤ（low pressure chemical vapor deposition method）で、基材１２の両面のうちの一方の面の全面に振動板１３として厚さ０．８μｍのＳｉＮ（窒化シリコン）を成膜する。
続いて、図１（ｃ）に示すように、ＳｉＮ薄膜からなる振動板１３上に、圧電体１５に電圧を印加する下部電極１４を形成する。下部電極１４は、振動板１３上に厚さ０．０１μｍのＴｉ、および、厚さ０．１５μｍのＰｔをこの順に成膜することで形成される。  
更に、図１（ｄ）に示すように、下部電極１４の上に、圧電体１５として２．０μｍの厚さのＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）をゾルゲル法により成膜し、７００℃２０分の焼成を行って結晶化させる。
次いで、圧電体１５の上面に、圧電体１５に電圧を印加する上部電極パターン１６の材料として、厚さ０．０１μｍのＴｉおよび厚さ０．１５μｍのＡｕをこの順に成膜する。成膜後、図１（ｅ）に示すように、上部電極材をウェットエッチングでパターニングして、所望の外形形状を有する上部電極パターン１６を得る。
続いて、図１（ｆ）に示すように、圧電体１５に対してウェットエッチングを行って圧電体パターン１５ａを形成する。
更に、図１（ｇ）に示すように、下部電極１４に対してドライエッチングを実施し、下部電極１４の一部を除去しておく。この除去する位置は、後の工程で液体供給路２５の一部となる貫通孔２９を設ける位置である（図６（ｄ）参照）。その後、基材１２の圧電体１５等が形成された側の面上に保護膜（不図示）を形成する。
更に、図１（ｈ）に示すように、下部電極１４上に電鋳法で、高さ２０μｍのＮｉ（ニッケル）からなる空隙形成材１７を形成する。
この処理は、めっき処理なので１度に複数枚の処理ができるので量産性に対して好適である。
空隙形成材１７は、個々の圧電体パターン１５ａの周囲に複数配置される。また、空隙形成材１７は、後の工程で接合される振動部１Ａと配線層１Ｂの間に空隙を形成するためのものであり、この空隙には下部電極１４、圧電体パターン１５ａ、上部電極パターン１６、配線２３、およびバンプ２４が収まることになる。
【００１９】
さらに、上記のように作製された振動部１Ａの上面図を図２（ａ）に示し、図２（ａ）のＡ−Ａ断面を図２（ｂ）に示す。
前述した空隙形成材１７としては、図２（ａ）に示すように、横断面が円形からなる空隙形成材１７ａと、横断面が矩形からなる空隙形成材１７ｂとが使用されている。
横断面円形状の空隙形成材１７ａは、図２（ａ）の横方向（行方向）に６７７μｍ（３７．５ｄｐｉ）のピッチｗ１で３個配置され、さらに図２（ａ）の縦方向（列方向）に２００μｍのピッチｄ１で３個配置されている。
図２（ａ）では横断面円形状の空隙形成材１７ａを横方向および縦方向にそれぞれ３個ずつ配置した態様を示しているが、本発明はこの限りでない。この空隙形成材１７ａの中心に貫通孔１８が形成されており、この貫通孔１８は後の工程で、圧力室２９に液体を供給するための液体供給路２５の一部となる。また、横断面円形状の空隙形成材１７ａは外形ΦＢが２００μｍ、内径ΦＣが１００μｍで形成されている。
【００２０】
さらに、複数の圧電体パターン１５ａがｍ列×ｎ行（図では２列×３行）のマトリクス状に配置されている。各圧電パターン１５ａは、図２（ａ）の横方向において隣接する横断面円形状の空隙形成材１７ａの間に配置されている。図２（ａ）の横方向における圧電パターン１５ａの配置ピッチはｗ１と同じであり、図２（ａ）の縦方向における圧電パターン１５ａの配置ピッチはｄ１と同じである。各圧電体パターン１５ａは縦寸法を６０μｍ、横寸法を４６０μｍとした矩形形状のパターンとなっている。
【００２１】
さらに、横断面矩形状の空隙形成材１７ｂは、図２（ａ）の縦方向（列方向）において隣接する圧電パターン１５ａの間に配置されている。この空隙形成材１７ｂは横寸法ｗ２が５００μｍ、縦寸法ｄ２が５０μｍで形成されている。
なお、後の工程で圧力室２９が各圧電体パターン１５ａの上に形成されるため、横断面円形状および横断面矩形状の空隙形成材１５ａ，１５ｂは、隣接する圧力室２９間に存在することになる。
また、図２（ａ）には圧電体パターン１５ａを３行しか示していないが、３２行配列することで、３７．５ｘ３２＝１２００ｄｐｉを構成する。行間のシフト量ｓは２５４００μｍ/１２００＝２１μｍとなる。
【００２２】
（第２の工程）
図３は配線層１Ｂを作製する工程を断面図で示している。
配線層１Ｂの作製において、まず、図３（ａ）に示すように、厚さ５２５μｍのＳｉ基板２０に直径１００μｍの貫通孔２２を開けた後に、熱酸化により厚さ１μｍの保護膜２１を形成する。なお、貫通孔２２は、後の工程で、圧力室２９に液体を供給するための液体供給路２５の一部となる。
続いて、図３（ｂ）に示すように、Ｓｉ基板２０の両面のうちの一方の面に、上部電極パターン１６（図４）と電気的に接続するための配線２３として厚さ１μｍのＡｌ（アルミニウム）を成膜し、パターニングする。その後、Ｓｉ基板２０の、配線２３が形成された側の面上に保護膜（不図示）を形成する。
更に、図３（ｃ）に示すように、配線２３の一部に高さ２５μｍのバンプ２４を形成する。以上の工程により配線層１Ｂが作製される。
【００２３】
（第３の工程）
図４および図５は吐出力発生部１を作製する工程を断面図で示している。特に図４は、上記のように作製された振動部１Ａと配線層１Ｂを接合する工程を示し、図５は、振動部１Ａと配線層１Ｂの接合後に基材１２を完全に除去する工程を示している。
先ず振動部１Ａと配線層１Ｂの接合工程を図４を用いて説明する。
図４（ａ）に示す空隙形成材１７ａの上面に接着剤（不図示）を転写する。勿論、図４に示されていない空隙形成材１７ｂ（図２（ａ）参照）の上面にも接着剤（不図示）を転写する。
本実施形態において接着剤は、株式会社テスク製１液性エポキシＢ−１０１３Ｃを用い、接着剤の転写はフレキソ印刷機を用いた。これに限らず接着剤を薄く塗布した転写フィルムを用いる方法でもよい。接着剤の転写後、配線層１Ｂの貫通孔２２と空隙形成材１７ａの貫通孔１８とを位置合わせし、振動部１Ａと配線層１Ｂを重ねる。
続いて、図４（ｂ）に示すように、振動部１Ａ上の空隙形成材１７ａ，１７ｂの上面と、配線層１Ｂのバンプ２４が形成された側の面とを加熱しながら互いに押し付けることにより接合する。この加熱条件は、２００℃で５分程度なので感光性ドライフィルムを用いる場合に比べて、はるかに短時間で接合できるため量産性に優れる。このような加熱接合により、空隙形成材１７ａ，１７ｂが接着剤(不図示）を介して配線層１Ｂに接着されるとともに、バンプ２４が溶けて９μｍ程度潰れて上部電極パターン１６と接合される。また、配線層１Ｂの貫通孔２２と空隙形成材１７ａの貫通孔１８とが連通して、液体供給路２５が形成される。以上により、吐出力発生部１が作製される。なお、接合された振動部１Ａと配線層１Ｂの間隙は実質的に空隙形成材１７ａ，１７ｂの高さで決まる。
【００２４】
（第４の工程）
また、上記のように振動部１Ａと配線層１Ｂを接合して吐出力発生部１を作製した後、吐出力発生部１から基材１２を完全に除去する。具体的には、図５に示すように、吐出力発生部中の基材１２に対し、圧電体パターン１５ａが形成された一方の面側とは反対側となる他方の面をグラインダーで研削し、続いてＲＩＥ（Reactive Ion Etching）でエッチングする。これにより、吐出力発生部１から基材１２が完全になくなり、振動板１３としてのＳｉＮ薄膜が露出する。
この結果、振動板１３としてのＳｉＮ薄膜の片側面だけをＮｉからなる空隙形成材１７ａ，１７ｂで支持している状態となる。
吐出力発生部１の作製中の加熱や荷重でＳｉＮ薄膜（振動板１３）に加えられた応力（内部応力）は、ＳｉＮ薄膜がＳｉ製の基材１２上に成膜されていることで抑えられている。しかし、基材１２が除去された後は、該内部応力に耐えるための部材は空隙形成材１７ａ，１７ｂになる。
該内部応力に耐えるための部材は、特許文献１に記載の製造方法では振動板と配線層の間を満たしている感光性ドライフィルム１層である。これに対し、本実施形態で該内部応力に耐えるための部材は、振動板１３と配線層１Ｂの間に介在している空隙形成材１７ａ，１７ｂである。さらに、空隙形成材１７ａ，１７ｂは感光性ドライフィルムに比べて堅いＮｉからなる。また本実施形態の場合は空隙形成材１７ａ，１７ｂと振動板１３の間に接着剤が介在していない。
以上の事により、振動板１３の基材１２を除去しても、空隙形成材１７ａ，１７ｂで薄膜１１の内部応力に耐えることができ、振動板１３としてのＳｉＮ薄膜には皺や歪みが発生しにくい。
さらに、図２で示したように隣接する圧電体パターン１６間に空隙形成材１７ａ，１７ｂを配置したことにより、個々の圧電体パターン１６に対応する圧力室２９ごとに振動板１３を保持できるので、圧力室２９毎の振動板１３に皺や歪みが発生し難くなる。
【００２５】
なお、上述した実施形態では、空隙形成材１７ａ，１７ｂとしてＮｉを使用した例を示したが、振動板１３をＳｉで形成し、空隙形成材１７ａ，１７ｂをガラスで形成するか、または、振動板１３をガラスで形成し、空隙形成材１７ａ，１７ｂをＳｉで形成して、振動板１３と空隙形成材１７ａ，１７ｂを陽極接合によって接合してもよい。あるいは、振動板１３と空隙形成材１７ａ，１７ｂをそれぞれＳｉで形成して直接接合してもよい。その他、空隙形成材１７ａ，１７ｂと配線層１Ｂを接着した接着剤よりもヤング率が高い材料であるならば空隙形成材１７ａ，１７ｂはいかなる材料からなってもよい。
また、上述した実施形態では、空隙形成材１７ａ，１７ｂを振動部１Ａに直接形成した後、空隙形成材１７ａ，１７ｂと配線層１Ｂを接着剤を介して接合する例を示したが、本発明はこれに限られない。つまり、空隙形成材１７ａ，１７ｂを配線層１Ｂに直接形成し、その後、空隙形成材１７ａ，１７ｂと振動部１Ａを接着剤を介して接合する方法であってもよい。
また、空隙形成材１７ａ，１７ｂの上端を配線層１Ｂまたは振動部１Ａに接着する接着剤としては、樹脂やガラスペーストなどを使用することができる。
【００２６】
（第５の工程）
次に、第５の工程として、吐出力発生部１の上に流路形成部２を作製する工程を説明する。図６は流路形成部２を作製する工程を断面図で示している。
流路形成部２は、図５に示した吐出力発生部１に対し、振動板１３の圧電体形成面（圧電体パターン１５ａが形成された面）とは反対側の面に形成される。
先ずは、図６（ａ）に示すように、振動板１３上にポジ型ｄｅｅｐ-ＵＶレジスト（東京応化工業製ＯＤＵＲ-１０１０）からなる厚さ２０μｍの犠牲層２６を形成し、パターニングする。犠牲層２６のパターンは、圧電体パターン２６に相対する位置に配置され、後の工程で圧力室２９となる。
【００２７】
続いて、犠牲層２６が形成された面上に、図６（ｂ）に示すように、以下の組成物１からなる流路形成材料２７をスピンコート法により４０μｍの厚みになるように塗布し、その後９０℃、３０分間のべーク処理を行う。
組成物１
重量部
ＥＨＰＥ−３１５０    （ダイセル化学工業製）                     １００
ＳＰ−１７０          （旭電化工業製）                           １．５
ジエチレングリコールジメチルエーテル                     １００
【００２８】
次いで、流路形成材料２７上に、以下の組成物２からなる撥水性材料（不図示）をマイクロスプレーで１μｍの厚みになるように塗布し、その後８０℃、３分間のべーク処理を行う。
組成物２
重量部
ＥＨＰＥ−３１５８    （ダイセル化学工業製）                           ３４
２、２−ビス（４−グリシジルオキシフェニル）ヘキサフロロプロパン    ２５
１、４−ビス（２−ヒドロキシヘキサフロロイソプロピル）ベンゼン      ２５
３−（２−パーフルオロヘキシル）エトキシ−１、２−エポキシプロパン  １６
Ａ−１８７（商品名、日本ユニカー（株）製）                           ４
ＳＰ−１７０（商品名、旭電化工業（株）製）                          １．５
ジエチレングリコールモノエチルエーテル                              ２００
【００２９】
さらに、上記撥水性材料および流路形成材料２７を露光および現像して、図６（ｃ）に示すように吐出孔２８を形成する。吐出孔２８は、最表面の撥水性材料から犠牲層２６まで達している。
続いて、図６（ｄ）に示すように、配線層１Ｂの液体供給路２５用の貫通孔から振動板１３に対してドライエッチングを行うことで、振動板１３に液体供給路２５の一部となる貫通孔３５を形成する。
【００３０】
次いで、犠牲層２６や流路形成材料２７等が形成された振動板１３の面に向けて（図６の図面上側から）ｄｅｅｐ-ＵＶ光を照射する。照射後、図６（ｅ）に示すように、犠牲層２６をＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）によって溶解除去することにより、流路形成部２が形成される。この結果、吐出力発生部１と流路形成部２からなる液体吐出ヘッドが完成する。また、犠牲層２６のあった場所は圧力室２９となり、犠牲層２６間には、圧力室２９を画定する壁３０が形成され、犠牲層２６の上部には吐出孔２８を有するプレート３１が形成される。
なお、実施形態１の製造方法では、圧力室２９の底面となる振動板１３から圧力室の天井となるプレート３１までの高さが２０μｍとなり、プレート３１の厚さが２０μｍになる。
また、以上に述べた流路形成部２の作製工程では、フォトリソグラフィ法によって振動板１３上に直接、圧力室２９の壁３０を形成している。このため、吐出孔および圧力室を備える流路形成部材を予め用意し、この流路形成部材を振動板に接合する方法（特許文献１に記載の方法）と比べて、圧力室２９の位置精度を向上させることができる。
さらに本実施形態では、圧力室２９の壁３０および吐出孔２８を有するプレート３１を樹脂で形成したので、圧力室２９の高さ（振動板１３から吐出孔２８までの高さ）を低くでき、高周波特性に優れた液体吐出ヘッドを提供することができる。
【００３１】
［実施形態２］
上述した実施形態１では、振動部１Ａの作製において、Ｎｉからなる空隙形成材１７ａ，１７ｂを電鋳法で振動板１３上に形成する方法を示した。ここでは、図７を用いて別の方法を示す。図７は、実施形態２として、空隙形成材を振動板１３に形成する別の方法を断面図で示している。
先ず、図７（ａ）に示すように、厚さ５２５μｍのＳｉ基板３２を用意する。Ｓｉ基板３２は後の工程で空隙形成材１７ａ，１７ｂとなる。
次いで、Ｓｉ基板３２を支持する支持基板３３として厚さ５２５μｍのガラスを用意し、図７（ｂ）に示すように、Ｓｉ基板３２と支持基板３３を熱剥離シート（日東電工社製、商品名「リバアルファＮｏ．３１９５Ｖ」）で接着する。
続いて、図７（ｃ）に示すようにＳｉ基板３２を研磨して２０μｍの厚さにする。
研磨後、Ｓｉ基板３２に対してＲＩＥ（Reactive Ion Etching）でドライエッチングを行い、図７（ｄ）に示すように空隙形成材１７ａを形成する。なお、図７には図中の各構成要素の明瞭化のために空隙形成材１７ｂを図示していないが、前に図２に基づいて位置を説明したように空隙形成材１７ｂも形成される。
次いで、空隙形成材１７ａ，１７ｂの端面に実施形態１と同じ接着剤（不図示）を転写し、図７（ｅ）に示すように基材１２側の振動板１３と位置合わせを行い１００℃で１０分間の加熱接合を行う。なお、この接合のための接着剤よりも空隙形成材１７ａ，１７ｂの方がヤング率が高い。
この後１７０℃で１分間の加熱を行うことで上記の熱剥離シートの粘着剤が発泡し、支持基板３３を空隙形成材１７ａ，１７ｂから剥離でき、図７（ｆ）に示すように振動部１Ａを得ることができる。
振動部１Ａを作製した後の工程は、上述した実施形態１と同様に行われる（図４〜６参照）。
【００３２】
上記したように作製された振動部１Ａの場合、図４に示すように振動部１Ａの空隙形成材１７ａ，１７ｂを配線層１Ｂに接着剤を使用して接合すると、配線部１Ｂと振動板１３の間には接着剤、接着剤よりもヤング率の高い空隙形成材１７ａ，１７ｂ、接着剤がこの順番で積層される。
この実施形態２においても、図５のように基材１２が除去された後に振動板１３は実質的にＳｉの空隙形成材１７ａ，１７ｂで支持されるため、基材１２の除去で開放される振動板１３の内部応力に十分に耐えることができる。
つまり、基材１２の除去後で開放された振動板１３の内部応力に抵抗する部材が、特許文献１に記載の製造方法のように感光性ドライフィルムの１層であるものと比べ、Ｓｉの空隙形成材１７ａ，１７ｂは当該内部応力に対して耐性があるので、振動板１３に皺や歪みは発生し難い。
【００３３】
但し、上述した実施形態２の方法では、振動板１３と空隙形成材１７ａ，１７ｂとの間に接着剤が介在するので、実施形態１の方法よりも、振動板１３に皺が発生するという懸念は高くなる。しかし、実施形態２の方法は、振動板１３と直接接合できない材料を空隙形成材１７ａ，１７ｂとして使用できるという利点がある。
なお、振動板１３と空隙形成材１７ａ，１７ｂとの間に介在する接着剤（不図示）は、振動板１３と配線層１Ｂの間に圧電体パターン１５ａ等を収めるための空隙を形成するものでなく、振動板１３上に空隙形成材１７ａ，１７ｂを位置決めする為に使用されるものである。このため、振動板１３と配線層１Ｂの間の強度の殆どは空隙形成材１７ａ，１７ｂの強度が支配的となる。したがって、実施形態２でも、実質的に空隙形成材１７ａ，１７ｂが上記した振動板１３の内部応力に耐えて、振動板１３に皺や歪みを発生しにくくすることができる。
【００３４】
なお、実施形態２において空隙形成材１７ａ，１７ｂの基になる部材として、Ｓｉ基板３２を使用したが、感光性ガラスもしくは、ＳＵＳといった金属、ＳｉＣといったシリコン化合物などを使用して上記の方法のように空隙形成材１７ａ，１７ｂを形成してもよい。
【００３５】
［実施形態３］
上述した実施形態１では、第５の工程で吐出力発生部１上に樹脂からなる流路形成部２を作製する方法を示したが、ここでは、Ｎｉなどの無機材料で流路形成部２を作製する方法を説明する。図８は、実施形態３による流路形成部２の作製工程を断面図で示している。
吐出力発生部１については、上述した実施形態１または２に示した第１から第４の工程によって作製する。
作製した吐出力発生部１に対し、振動板１３の圧電体形成面（圧電体パターン１５ａが形成された面）とは反対側の面に、以下に述べるように流路形成部２を形成する。
先ず、図８（ａ）に示すように、振動板１３上にシード層３４を形成する。シード層３４は、振動板１３上にスパッタリングで厚さ０．０３μｍのＣｒおよび、厚さ０．１５μｍのＰｄをこの順に成膜することにより形成される。
続いて、図８（ｂ）に示すように、振動板１３上に圧力室２９の壁３０として３０μｍの高さのＮｉ材を、フォトリソグラフィ法および電鋳法を使って形成する。
次いで、図８（ｃ）に示すように振動板１３上のシード層３４をエッチングする。本例ではシード層３４をエッチングしたが、完成した液体吐出ヘッドにおける振動板１３の変位が所望の範囲内なるならば振動板１３上にシード層３４を残しておいてもよい。
更に、図８（ｄ）に示すように、配線層１Ｂの液体供給路２５用の貫通孔から振動板１３に対してドライエッチングを行うことで、振動板１３に液体供給路２５の一部となる貫通孔３５を形成する。
次いで、圧力室２９の壁３０上に接着剤（不図示）を転写した後、図８（ｅ）に示すように壁３０上に厚さ３０μｍのＮｉからなるプレート３１を接合する。プレート３１の所望の位置にはあらかじめ吐出孔２８を形成しておく。なお、図７で示した方法のように支持基板にプレート３１を接着し、プレート３１に吐出孔２８を形成した後、プレート３１を壁３０上に接合してもよい。
以上の工程により、Ｎｉからなる流路形成部２が吐出力発生部１上に作製され、吐出力発生部１と流路形成部２からなる液体吐出ヘッドが完成する。
【００３６】
上述した実施形態３においても実施形態１と同様に、フォトリソグラフィ法によって振動板１３に直接圧力室２９の壁３０を形成している。このため、吐出孔および圧力室を備える流路形成部材を予め用意し、この流路形成部材を振動板に接合する方法（特許文献１に記載の方法）と比べて、圧力室２９の位置精度を向上させることができる。また、振動板１３と圧力室２９の壁３０との間に接着剤が介在しないので、接着剤の層の厚さムラに伴い振動板の変位にばらつきが生じる可能性を低くすることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１    吐出力発生部
１Ａ    振動部
１Ｂ    配線層
１２    Ｓｉ基板
１３    振動板
１５ａ    圧電体パターン
１７ａ，１７ｂ    空隙形成材
２８    吐出孔
２９    圧力室
【図１】
2016049676.tif 000003
【図２】
2016049676.tif 000004
【図３】
2016049676.tif 000005
【図４】
2016049676.tif 000006
【図５】
2016049676.tif 000007
【図６】
2016049676.tif 000008
【図７】
2016049676.tif 000009
【図８】
2016049676.tif 000010
【図９】
2016049676.tif 000011